WO2007093706A1 - Article culinaire emaille et anodise et procede de fabrication d'un tel article - Google Patents
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Definitions
- the present invention thus relates to a culinary article comprising a hollow cap defining a bottom and a side wall rising from said bottom, said cap having an inner face that can receive food and an outer face to be arranged on the side of the heat source, said cap comprising a sheet of aluminum or aluminum alloy.
- the enamel layer comprises 4 to 6% by weight of vanadium pentoxide V 2 O 5 relative to the weight of the enamel layer. This range of vanadium content in the enamel layer guarantees the enamel layer a high resistance to acid attack, and therefore to a sulfuric acid anodizing treatment.
- an anhydrous paste comprising 1.1 to 5.25% and better still 2.2 to 4.5% by weight of vanadium pentoxide V 2 O 5 is preferably used. to the total weight of the dough.
- the only step of producing an enamel layer is performed before the anodizing step, which has the effect of reducing the aluminum surface exposed to anodization. Since the cost of anodizing is directly proportional to the exposed aluminum surface in the anodizing bath, the method of the invention has the advantage of being inexpensive.
- This method also has the advantage of being compatible with any grade of aluminum or aluminum alloy.
- Aluminum alloys 3003, 4006, and 4700 are preferably used as aluminum alloys.
- the anhydrous paste comprises
- the anhydrous paste is applied bilayer, so as to produce an enamel layer having after firing a thickness of between 25 and 40 microns.
- the deposition on the inner face of the culinary article of at least one layer intended to form after baking a non-stick coating.
- This non-stick coating is preferably obtained from a composition comprising a thermostable resin resistant to at least 200 ° C., and preferably a silicone resin or a fluorocarbon resin such as PTFE.
- the deposition of a non-stick coating on the inner face of the culinary article reduces the cost of anodizing by acting as a mask.
- the anodizing layer on the inner side constitutes a reinforcing underlayer for the non-stick coating.
- FIG. 4 represents a diagrammatic bottom and plan view of the culinary article represented in FIG. 3;
- FIG. 5 represents a schematic sectional view of a culinary article according to the invention according to a fourth embodiment,
- the outside face Ib of the bottom 3 comprises a plate 7 centered on the bottom 3 and covering a portion 5a of the sheet 5, and an enamel layer 8 covering a portion 5b of the sheet 5.
- the plate 7 may also be formed of a material covered with metal, the material constituting the core of the plate 7 being advantageously selected from steel, stainless steel, ferritic or not.
- the metal covering said material is selected from transition metals such as titanium, zirconium, niobium, or else a carbide or nitride of a transition metal such as titanium, zirconium or niobium.
- the bottom 30 of the culinary article 10 comprises a plate 70 in the form of a grid embedded in the aluminum foil or aluminum alloy and centered on the bottom 30.
- an annular groove 71 At the periphery 70a of the grid 70, is formed an annular groove 71. At the portion between the periphery 71a of the annular groove 71 and the periphery 30a of the bottom 30, the bottom 30 comprises an enamel layer according to the 80 and forming a pattern and outside areas coated with this enamel layer 80, surfaces 81a, 81b anodized aluminum or anodized aluminum alloy.
- the outer face 10b of the side wall 40 is integrally made of anodized aluminum or anodized aluminum alloy.
- Each anhydrous paste PA1, PAO1 and PA02 is then applied in monolayer by screen printing, on an aluminum support. Then, after drying at 80 ° C. for 30 seconds, the pastes are baked for 10 minutes at 560 ° C., to form vitreous enamels.
- the vitreous enamels EM1, EMI1 and EM02 obtained from the anhydrous pastes PA1, PAO1 and PA02 respectively, are then subjected to an acid resistance evaluation test, the results of which are shown in Table 3.
- the resistance to acids is evaluated in the following manner: a drop of an acid mixture comprising 100 g of distilled water, 20 g of concentrated sulfuric acid and 2 g of oxalic acid is deposited on the enamelled surface; it is allowed to act at room temperature for 15 minutes; then we observe the attack of enamel on the surface. When the enamel is attacked, this can manifest itself in various ways, for example a frosting, or loss of gloss and staining. A resistant enamel has none of these alterations, an unacceptable enamel has at least one of these alterations.
- a slurry was prepared from the enamel frit according to the invention Fl, by mixing with 100 parts by weight of frit Al, 56 parts by weight of water, 3.5 parts by weight of boric acid, and 0.8% by weight of potassium carbonate.
- Paste PA1 and slip BA1 are then dried for 30s at 80 ° C. and then steamed at 56 ° C. for 10 minutes to give the vitrified enamels EM1 of Example 1 and EMO3, respectively. These vitreous enamels EM1 and EM03 are then subjected to the acid resistance evaluation test, in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 5.
- Table 5 Table 5
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Abstract
La présente invention concerne un article culinaire comprenant une calotte creuse définissant un fond et une paroi latérale, et présentant une face intérieure destinée à recevoir des aliments et une face extérieure destinée à être disposée du côté de la source de chaleur, l'une au moins des faces de la paroi latérale étant recouverte par une couche d' anodisation et la face extérieure du fond étant revêtue au moins en partie par une couche d'émail. La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel article.
Description
Article culinaire émaillé et anodisé et procédé de fabrication d'un tel article.
La présente invention concerne un article culinaire émaillé et anodisé, ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel article.
Les articles culinaires comprennent généralement une calotte creuse définissant un fond et une paroi latérale, et présentant une face intérieure destinée à recevoir des aliments et une face extérieure destinée à être disposée du côté de la source de chaleur. L'une au moins des faces de la paroi latérale de ces articles culinaires peut être recouverte par une couche d' anodisation. Cette couche d' anodisation permet de durcir superficiellement la surface revêtue et de la rendre particulièrement résistante aux chocs et facile à nettoyer. En outre, la couche d' anodisation confère à la surface revêtue par la couche d' anodisation un aspect analogue à celui de l'ardoise, visuellement doux au toucher, et qui a une apparence moins froide qu'une surface lisse en aluminium ou en alliage d'aluminium.
Ces articles culinaires peuvent également présenter sur leur face extérieure, une couche d'émail qui confère à la surface ainsi revêtue à la fois de la finition esthétique, de la dureté et de la résistance à l'abrasion.
L'intérêt de combiner des traitements d' anodisation et d'émaillage est connu dans l'état de 1 ' art .
Toutefois, étant donné que l'adhésion d'un émail sur une couche d' anodisation est connue pour être très mauvaise, le procédé de fabrication d'un article culinaire émaillé et anodisé, par exemple une poêle, doit nécessairement comprendre une étape d'émaillage préalable au traitement d' anodisation.
Or7, l'homme de l'art sait que les émaux sont traditionnellement altérés par le traitement d' anodisation, avec une perte significative au niveau des qualités esthétiques de l ' émaillage. Pour pallier ce problème, on réalise un deuxième traitement d' émaillage après le traitement d' anodisation pour former une seconde couche d'émail dite de finition sur celle formée préalablement au traitement d' anodisation.
Ainsi, le brevet américain US 6,749,081 décrit un procédé de traitement de surface d'un article culinaire en aluminium ou en alliage d'aluminium, qui comprend les étapes successives suivantes :
- une première étape d' émaillage de la surface extérieure de l'article, puis - une étape d' anodisation de la surface intérieure de l'article à l'aide d'une solution d'acide sulfurique, et
- une deuxième étape d' émaillage de la surface extérieure préalablement émaillée, pour former une couche d'émail de décoration.
La deuxième étape d' émaillage dans le procédé de US 6,749,081 a pour effet de compenser les dommages subis par la première couche d'émail lors de l'étape d' anodisation, et en particulier de restituer les qualités esthétiques de l' émaillage perdues lors de 1 'anodisation.
Toutefois, l'expérience montre qu'un article culinaire obtenu par un tel procédé présente une résistance insuffisante aux détergents utilisés dans les lave-vaisselle.
En outre, la réalisation d'un article culinaire émaillé et anodisé selon le procédé de US 6,749,081, est difficile à mettre en œuvre, car ce procédé comprend deux étapes d' émaillage, séparées par une étape d' anodisation, ce qui implique des coûts d'installation et de mise en
œuvre élevés liés à la nécessité de cette deuxième étape d'anodisation.
Or, la demanderesse a trouvé de manière surprenante qu'il était possible de résoudre ces problèmes en contrôlant l'intégrité de la couche d'émail, ainsi que l'uniformité de son épaisseur, ce qui permet ainsi de supprimer la couche d'émail de finition.
Plus particulièrement, la demanderesse a trouvé qu'une couche d'émail est capable de résister à un traitement d'anodisation ultérieur si elle présente les caractéristiques suivantes :
1) une composition comprenant 1,5 à 9 % en poids par rapport au poids total de la couche d'émail d'au moins un élément fondant choisi dans le groupe constitué par l'oxyde de plomb PbO, l'oxyde de bismuth Bi2θ3 et le pentoxyde de vanadium V2O5 ;
2) une épaisseur de couche sensiblement uniforme, avec une valeur moyenne d'épaisseur comprise entre 15 et 40 μm et un écart par rapport à cette valeur moyenne d'au plus 10%.
La demanderesse a également trouvé qu'il était possible de réaliser une telle couche par l'application puis la cuisson d'au moins une couche de pâte anhydre d'une fritte d'émail pulvérulente dispersée dans un milieu non aqueux.
Les caractéristiques esthétiques apportées par une telle couche d'émail rendent inutile la réalisation d'une couche d'émail de finition.
La présente invention a ainsi pour objet un article culinaire comprenant une calotte creuse définissant un fond et une paroi latérale s 'élevant à partir dudit fond, ladite calotte présentant une face intérieure pouvant recevoir des aliments et une face extérieure destinée à être disposée du côté de la source de chaleur, ladite calotte comportant une feuille en aluminium ou en alliage d'aluminium.
Selon l'invention, la face extérieure au moins de la paroi latérale est en aluminium anodisé ou en alliage d'aluminium anodisé, et la face extérieure du fond est recouverte au moins en partie par une couche d'émail ayant une épaisseur sensiblement uniforme dont la valeur moyenne est comprise entre 15 et 40 μm, de préférence entre 20 et 30 μm, avec un écart par rapport à cette valeur moyenne d'épaisseur d'au plus 10%, cette couche d'émail comprenant 1,5 à 9 % en poids par rapport au poids total de la couche d'émail d'au moins un élément fondant choisi dans le groupe constitué par l'oxyde de plomb PbO, l'oxyde de bismuth Bi2O3 et le pentoxyde de vanadium V2O5.
De préférence, l'élément fondant est le pentoxyde de vanadium V2O5, présent à raison de 2 à 7 % en poids par rapport au poids total de la couche d'émail.
Dans une version particulièrement avantageuse de l'invention, la couche d'émail comprend 4 à 6 % en poids de pentoxyde de vanadium V2O5 par rapport au poids de la couche d'émail. Cette gamme de teneur en vanadium dans la couche d'émail garantit à la couche d'émail une résistance élevée aux attaques acides, et donc à un traitement d'anodisation à l'acide sulfurique.
De manière avantageuse, la feuille en aluminium ou en alliage d'aluminium est une feuille emboutie présentant la forme finale de l'article culinaire selon 1 ' invention.
Par aluminium ou alliage d'aluminium, on entend au sens de la présente invention un matériau métallique comprenant de l'aluminium, qui remplit les critères d'aptitude au contact alimentaire conformément à l'arrêté du 27 août 1987.
A titre d'alliages d'aluminium utilisables selon la présente invention, on peut notamment citer les alliages connus pour leur aptitude à l'émaillage, par
exemple les alliages 3003, 4006 et 4700. L'alliage d'aluminium préféré est l'alliage 3003.
Une fritte d'émail qui n'est pas formulée sous forme de pâte anhydre ne permet pas d'obtenir les caractéristiques de la couche d'émail précitées.
Par ailleurs, si la teneur en élément fondant dans la couche d'émail est inférieure à 1,5 % en poids par rapport au poids total de cette couche, cette dernière est très poreuse et son intégrité n'est pas garantie. Par contre, si la teneur en élément fondant dans la couche d'émail est supérieure à 9 % en poids par rapport au poids total de cette couche, la couche d'émail ne résiste pas aux attaques acides .
Si la valeur moyenne de l'épaisseur de la couche d'émail est inférieure à 15 μm (après cuisson), la couche d'émail n'est pas assez étanche et présente une résistance insuffisante aux attaques acides, et donc à une anodisation à l'acide sulfurique.
Dans une version avantageuse de l'invention, la face intérieure de l'article culinaire selon l'invention peut être pourvue d'un revêtement anti-adhésif, qui est disposé de manière à être en contact direct avec la feuille d'aluminium. Ce revêtement anti-adhésif peut être obtenu à partir d'une composition comprenant une résine thermostable résistant à au moins 2000C.
Une telle résine thermostable résistant à au moins 2000C comprend classiquement une résine fluorocarbonée, seule ou mélangée avec une ou plusieurs autres résines thermostables résistant à au moins 2000C. Cette résine fluorocarbonée, dont les propriétés hydrophobes sont reconnues, peut être du polytétrafluoroéthylène (PTFE) , du copolymère de tétra- fluoroéthylène et de perfluoropropylvinyléther (PFA) ou du copolymère de tétrafluoroéthylène et d'hexafluoropropylène (FEP) ou un mélange de ces résines fluorocarbonées .
Les autres résines thermostables résistant à au moins 2000C peuvent être un polyamide imide (PAI) , une sulfone de polyéthylène (PES) , un sulfure de polyphénylène (PPS) , une polyéthercétone (PEK) , ou une polyétheréthercétone (PEEK) .
Ces résines thermostables présentent donc l'avantage particulier de résister à un traitement d' anodisation.
La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un article culinaire selon 1 ' invention.
Plus particulièrement, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un article culinaire comprenant un fond et une paroi latérale se dressant à partir du fond en aluminium ou en alliage d'aluminium, qui comprend les étapes suivantes : a) mise en forme, par emboutissage, d'une feuille (5) en aluminium ou en alliage d'aluminium pour lui conférer la forme finale de l'article culinaire et ainsi définir la face intérieure de l'article culinaire, destinée à la cuisson des aliments, et la face extérieure de l'article culinaire destinée à être disposée du côté de la source de chaleur ; et b) une étape de réalisation d'une couche d'émail sur toute ou partie de la face extérieure du fond de l'article culinaire, et c) une étape d' anodisation de l'article culinaire. Selon l'invention, l'étape b) , réalisée avant l'étape c) d' anodisation, constitue l'unique étape d'émaillage de la face extérieure du fond de l'article culinaire de l'invention, cette étape d'émaillage b) comportant les étapes successives suivantes : i. préparation d'une pâte anhydre à partir d'une fritte d'émail pulvérulente qui comprend 0,82 à 6,75 % en poids par rapport au poids total de la pâte d'au moins un élément fondant choisi dans le groupe constitué par
l'oxyde de plomb PbO, l'oxyde de bismuth Bi2O3 et le pentoxyde de vanadium V2Os, ladite pâte étant formulée sous forme d'une dispersion dans un milieu non aqueux ,- ii. application de la pâte anhydre sur la face extérieure du fond de l'article culinaire en au moins une couche; iii. cuisson de la couche de pâte à une température comprise entre 5400C et 5750C, et de préférence à une température d'environ 5600C, pour former une couche d'émail qui présente après cuisson une épaisseur sensiblement uniforme dont la valeur moyenne est comprise entre 15 et 40 μm avec un écart par rapport à cette valeur moyenne d'épaisseur d'au plus 10%.
Pour réaliser un article culinaire conforme à l'invention, on utilise de préférence une pâte anhydre comportant 1,1 à 5,25 %, et mieux 2,2 à 4,5 % en poids de pentoxyde de vanadium V2O5 par rapport au poids total de la pâte.
Dans le procédé de l'invention, la seule étape de réalisation d'une couche d'émail est réalisée avant l'étape d'anodisation, ce qui a pour effet de réduire la surface d'aluminium exposée à l 'anodisation. Etant donné que le coût de l 'anodisation est directement proportionnel à la surface d'aluminium exposée dans le bain d'anodisation, le procédé de l'invention présente l'avantage d'être peu coûteux.
La formulation de la fritte d'émail sous forme d'une pâte anhydre permet d'obtenir une couche d'émail offrant une résistance à un traitement d'anodisation ultérieur qui est supérieur à celle d'une couche d'émail obtenue d'une barbotine (c'est-à-dire une fritte d'email dispersée en milieu aqueux) , et qui permet donc de s'affranchir de la réalisation d'une étape d'émaillage suite à l 'anodisation sans perte au niveau des qualités esthétiques de l'émaillage. La suppression de cette étape d'émaillage après l' anodisation permet aussi de réduire
le coût d'un tel procédé associant anodisation et émaillage.
Ce procédé présente également l'avantage d'être compatible avec n'importe quelle nuance d'aluminium ou d'alliage d'aluminium. De préférence, on utilise à titre d'alliages d'aluminium les alliages 3003, 4006, et 4700.
L'alliage d'aluminium préféré est l'alliage 3003.
De manière avantageuse, la pâte anhydre comprend
55 à 75% en poids de fritte d'émail pulvérulente par rapport au poids total de la pâte. En effet, si la pâte contient plus de 75% en poids de fritte d'émail par rapport au poids total de la pâte, celle-ci est trop visqueuse et ne peut d'étaler facilement. Par contre, si la pâte contient moins de 55% en poids de fritte, la pâte est beaucoup trop fluide et nécessite d'être déposée en plusieurs couches successives pour arriver à une couche d'émail, après cuisson, ayant une épaisseur suffisante pour résister aux attaques acides, ce qui augmente d'autant le coût global du procédé. De manière préférée, la pâte anhydre comprend 65 % en poids de fritte d'émail pulvérulente par rapport au poids total de la pâte anhydre. Une telle pâte possède ' une fluidité suffisante pour s'étaler facilement lors de son application, ainsi qu'une consistance suffisante également pour permettre l'application d'une couche unique pour réaliser une couche d'émail après cuisson d'une épaisseur moyenne d'au moins 15 μm.
Si la fritte d'émail ne se présente pas sous forme pulvérulente, par exemple sous forme d'écaillés, il faudra prévoir dans le procédé de fabrication de l'invention une étape supplémentaire de broyage à sec de la fritte d'émail.
Selon une version particulièrement avantageuse de l'invention, la fritte d'émail comprend : o SiO2 : 30 à 38 % ;
O V2O5 : 3 à 7 % ;
o NaOH : 15 à 25 % ; o LiOH : 0.5 à 4 % ; O KOH : 8 à 17 % ; O TiO2 : 18 à 25 % ; les teneurs indiquées étant des pourcentages en poids par rapport au poids de la fritte.
Dans la pâte anhydre destinée à former la couche d'émail, la fritte d'émail est dispersée dans un milieu non aqueux, qui peut être un milieu huileux ou un solvant, de préférence à point d'ébullition élevé
(notamment supérieur à 15O0C) et de préférence le terpinéol, le white spirit (solvant d'origine minérale, distillant généralement entre 130 et 2000C) et leurs mélanges. Outre la fritte d'émail, la pâte anhydre selon l'invention peut également comprendre des éléments d'addition tels que des pigments, des charges, et/ou des opacifiants.
La pâte anhydre destinée à former la couche d'émail peut être appliquée de diverses manières sur la surface extérieure de l'article culinaire selon l'invention, et notamment par pulvérisation (pistolage) , au rideau, par sérigraphie ou encore par tampographie. De manière préférée, cette application est réalisée par sérigraphie ou tampographie. La viscosité de la pâte anhydre est adaptée en fonction de la technique d'application de la pâte qui est choisie. Ainsi, une pâte présentant une viscosité de 2000 à 8000 Cp mesurée par un viscosimetre de type cône plan sera de préférence appliquée par sérigraphie ou par tampographie.
La pâte anhydre peut être appliquée sur la surface extérieure de l'article culinaire en une couche unique ou en plusieurs couches.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la pâte anhydre est appliquée en une couche unique de manière à former une couche d'émail présentant
après cuisson une épaisseur moyenne comprise entre 15 et 30 μm.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, la pâte anhydre est appliquée en bicouche, de manière à réaliser une couche d'émail présentant après cuisson une épaisseur comprise entre 25 et 40 μm.
A titre d'exemple d'application de la pâte anhydre en bicouche, on peut par exemple envisager d'appliquer une première couche de pâte anhydre par sérigraphie pour donner une épaisseur humide d'environ 25 microns. Cette pâte est ensuite séchée à 800C pendant 30s, pour donner un « biscuit » sur lequel est appliqué également par sérigraphie une seconde couche de pâte anhydre d'épaisseur humide environ 25 microns. Cette couche est également séchée. Puis, l'ensemble des 2 couches est étuvé 10 minutes à 56O0C pour donner un email vitrifié d'épaisseur 35 microns.
La dernière étape d'anodisation est classiquement réalisée par trempage de l'article culinaire dans un bain d'acide sulfurique, seul ou en mélange avec de l'acide oxalique, et avec une température du bain d'acide de -50C à 250C. La tension continue appliquée sur l'article peut varier entre 10 et 100 V.
De préférence, l 'anodisation est une anodisation dite « dure », réalisée dans un bain d'acide sulfurique dont la température est de -50C.
Avantageusement, on procède, après l'étape b) d'émaillage et avant l'étape c) d'anodisation de l'article culinaire, au dépôt sur la face intérieure de l'article culinaire d'au moins une couche destinée à former, après cuisson, un revêtement anti-adhésif. Ce revêtement anti-adhésif est de préférence obtenu à partir d'une composition comprenant une résine thermostable résistant à au moins 2000C, et de préférence une résine silicone ou une résine fluorocarbonée telle que du PTFE.
Dans ce cas, le dépôt d'un revêtement antiadhésif sur la face intérieure de l'article culinaire permet de réduire le coût de l 'anodisation en jouant le rôle de masque. Toutefois, il est également possible de réaliser un dépôt d'un revêtement antiadhésif sur la face intérieure de l'article culinaire postérieurement à l'étape c) d' anodisation. Dans ce cas, la couche d' anodisation sur face intérieure constitue une sous- couche renforçante pour le revêtement antiadhésif.
L' anodisation est généralement achevée par une étape de colmatage hydrothermal, dont le principe consiste à transformer l'alumine AI2O3 formé pendant 1 ' anodisation en alumine monohydraté. Cela pour conséquence de réduire la porosité de la couche d' anodisation. Ce traitement est réalisé par trempage dans un bain d'eau dont la température minimale est de 900C et le pH compris entre 5.5 et 6.5.
D'autres avantages et particularités de la présente invention résulteront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux figures annexées :
- la figure 1 représente une vue schématique en coupe d'un article culinaire conforme à l'invention selon une première variante de réalisation,
- la figure 2 représente une vue schématique en coupe d'un article culinaire conforme à l'invention selon une deuxième variante de réalisation,
- la figure 3 représente une vue schématique en coupe d'un article culinaire conforme à l'invention selon une troisième variante de réalisation
- la figure 4 représente une vue schématique de dessous et en plan de l'article culinaire représenté à la figure 3 ,
- la figure 5 représente une vue schématique en coupe d'un article culinaire conforme à l'invention selon un quatrième mode de réalisation,
- la figure 6 représente une vue schématique de dessous et en plan du fond d'un article culinaire selon une cinquième variante de réalisation.
Les éléments identiques représentés sur les figures 1 à 4 sont identifiés par des références numériques identiques . Sur les figures 1 à 4, on a représenté, à titre d'exemple d'article culinaire, une poêle 1, qui comprend une poignée de préhension 2, un fond 3 et une paroi latérale 4 s 'élevant à partir du dit fond 3. Le fond 3 et la paroi latérale 4 sont réalisés à partir d'une feuille 5 présentant la forme d'un disque. Cette feuille 5, qui est en aluminium ou en alliage d'aluminium, est emboutie de manière à présenter la forme finale de la poêle 1. La poêle 1 comprend une face intérieure la destinée à la cuisson des aliments et une face extérieure Ib destinée à être disposée du côté de la source de chaleur, telle qu'une plaque de cuisson ou un brûleur. La face intérieure la de la poêle 1 est recouverte intégralement par un revêtement antiadhésif 6.
Sur les figures 1 et 2 , la face extérieure Ib du fond 3 est entièrement recouverte par une couche d'émail 8 selon l'invention.
Dans la variante illustrée sur la figure 1, la face extérieure Ib de la paroi latérale 4 est intégralement recouverte par une couche d'anodisation 9. Dans la variante illustrée sur la figure 2, la face extérieure Ib de la paroi latérale 4 comprend une couche d'anodisation 9, qui est interrompue par un décor ou des motifs 11 en émail.
Dans la variante illustrée sur les figures 3 et 4, la face extérieure Ib du fond 3 comprend une plaque 7 centrée sur le fond 3 et recouvrant une portion 5a de la
feuille 5, ainsi qu'une couche d'émail 8 recouvrant une portion 5b de la feuille 5.
La plaque 7 est réalisée en un métal ou en un matériau revêtu d'un métal. Dans les deux cas, le métal de la plaque 7 ou le métal revêtant le matériau est choisi de telle sorte qu'il résiste à une étape d'anodisation, c'est-à-dire qu'il ne soit pas dégradé par le traitement dans le bain d'anodisation à base d'acide sulfurique. Ainsi, le métal de la plaque est plus particulièrement choisi parmi les métaux de transition tels que le titane, le zirconium ou le niobium, et est, de préférence, le titane.
La plaque 7 peut également être formée d'un matériau recouvert de métal, le matériau constituant le cœur de la plaque 7 étant avantageusement choisi parmi l'acier, l'acier inoxydable, ferritique ou non. Le métal qui recouvre ledit matériau est choisi parmi les métaux de transition tels que le titane, le zirconium, le niobium, ou alors par un carbure ou un nitrure d'un métal de transition tel que le titane, le zirconium ou le niobium.
Lorsque l'on utilise un matériau présentant des propriétés ferromagnétiques, la poêle 1 selon l'invention présente l'avantage de pouvoir être utilisable avec un moyen de chauffage par induction. Un matériau convenant pour une telle utilisation est notamment l'acier inoxydable AISI 430.
Dans cette dernière hypothèse, la plaque 7 sera ajourée et s'étendra de préférence sur toute la surface de la face extérieure Ib du fond 3.
La plaque 7 peut éventuellement être composée de plusieurs éléments et donc ne pas être unitaire. Elle est généralement complètement encastrée dans la feuille 5, de manière que la surface de la plaque 7 soit affleurante avec celle de la plaque.
Comme représenté de manière visible sur la figure 4, la plaque 7 comprend de manière particulièrement avantageuse des trous 10. Ces trous 10 peuvent être revêtus de la couche d'émail 8 selon l'invention ou, au contraire, laissés libres et donc être en aluminium anodisé ou en alliage d'aluminium anodisé.
Si les trous 10 sont revêtus d'une couche d'émail 8, celui-ci est de préférence transparent au niveau de la plaque 7, pour que celle-ci soit visible pour le consommateur.
Dans la variante illustrée sur les figures 3 et 4, la face extérieure Ib du fond 3 est entièrement recouverte par la plaque 7 et la couche d'émail 8, déposée au niveau de la portion 5b du fond 3 et dans les trous 10.
On peut cependant tout à fait envisager que les surfaces de la face extérieure Ib du fond 3 qui ne sont pas recouvertes par la plaque 7 et par la couche d'émail 8, sont en aluminium anodisé ou en alliage d'aluminium anodisé, comme représenté sur la figure 4 que l'on détaillera ci-après.
Pour les raisons déjà invoquées dans les demandes de brevet FR 2 711 050 et FR 2 711 051, que cela soit pour un article culinaire 1 compatible ou non avec un mode de cuisson par induction, la plaque 7 recouvre entre 5 et 30% de la surface totale du fond 3. Une telle valeur de 30% n'est toutefois pas limitative lorsque l'on recherche à obtenir un article culinaire présentant également des propriétés ferromagnétiques . Dans une variante plus particulièrement privilégiée représentée sur la figure 5, la feuille 5 est emboutie de manière à conférer une légère concavité 12 au fond 3 de l'article culinaire 1. Toutefois, dans cette dernière hypothèse, lorsque l'article culinaire 1 est disposé sur une plaque de cuisson, la surface portante du fond 3, en général annulaire et dite "diamètre de
portée", est intégralement revêtue de la couche d'émail 8 selon l'invention pour éviter toute usure prématurée du fond 3 qui se produirait dans le cas où ce diamètre de portée serait laissé en aluminium anodisé ou en alliage d'aluminium anodisé. Un tel article culinaire présente donc un double avantage, d'une part, de ne pas se déformer et, d'autre part, de résister à l'usure et ainsi, de ne pas provoquer de rayures ou de marques sur une plaque de cuisson vitrocéramique, notamment. Le traitement d'anodisation peut ensuite être suivi d'une étape de colmatage hydrothermal, qui est réalisé par trempage dans un bain d ' eau dont la température minimale est de 900C et le pH compris entre 5.5 et 6.5.
Dans la variante représentée à la figure 6, le fond 30 de l'article culinaire 10 comprend une plaque 70 se présentant sous la forme d'une grille encastrée dans la feuille d'aluminium ou d'alliage d'aluminium et centrée sur le fond 30.
Pour rendre l'article culinaire 10 compatible avec un mode de chauffage par induction, on peut employer une plaque que l'on dote de propriétés ferromagnétiques, soit directement par le métal de la plaque 70, métal qui doit par ailleurs répondre aux exigences de résistance à 1 ' anodisation, soit indirectement par le matériau, dans le cas où la plaque 70 est formée par un matériau revêtue de métal .
A la périphérie 70a de la grille 70, est ménagée une gorge annulaire 71. Au niveau de la portion comprise entre la périphérie 71a de cette gorge annulaire 71 et la périphérie 30a du fond 30, le fond 30 comprend une couche d'émail selon l'invention 80 formant un motif et, en dehors des zones revêtues de cette couche d'émail 80, des surfaces 81a, 81b en aluminium anodisé ou en alliage d'aluminium anodisé.
La face extérieure 10b de la paroi latérale 40 est intégralement réalisée en aluminium anodisé ou en alliage d'aluminium anodisé.
On va maintenant détailler le procédé de fabrication d'un article culinaire conforme à l'invention. Ce procédé comprenant les étapes successives suivantes , lues en références aux figures 1 à 4 :
- mise en forme, par emboutissage, d'une feuille 5 en aluminium ou en alliage d'aluminium pour lui conférer la forme finale de l'article culinaire 1, 10 et ainsi définir sa face intérieure la, destinée à la cuisson des aliments, et sa face extérieure Ib, 10b, destinée à être disposée du côté de la source de chaleur, application, par matriçage, sur la face extérieure Ib, 10b, du fond 3, 30, d'une plaque 7, 70 destinée à recouvrir au moins une portion de la feuille 5, la plaque 7, 70 étant réalisée en un métal ou en un matériau revêtu d'un métal, ledit métal étant choisi de manière à résister à cette étape d'anodisation, - application puis cuisson, sur tout ou partie de la portion de la feuille 5 non recouverte par la plaque 7, 70, que ce soit au niveau du fond 3, 30 ou de la paroi latérale 4, 40, d'au moins une couche de pâte anhydre conforme à l'invention, pour former, après cuisson, une couche d'émail résistant à l'anodisation,
- dépôt, au moins sur toute la face intérieure la de l'article culinaire 1, 10, d'au moins une couche destinée à former, après cuisson, un revêtement antiadhésif 6, puis - anodisation de l'article culinaire 1, 10.
La dernière étape d'anodisation est de préférence une anodisation dite "dure", réalisée dans un bain d'acide sulfurique à basse température, de préférence à une température de l'ordre de -50C. Comme déjà indiqué ci-dessus, on utilise un métal de transition tel que le titane, le zirconium ou le
niobium pour le métal de la plaque 7, 70 et, le cas échéant, l'acier ou l'acier inoxydable, ferritique ou non, comme matériau revêtu du dit métal ou d'un carbure ou nitrure d'un tel métal. On se reportera à la description faite ci-dessus pour les conditions d'obtention nécessaires pour former la couche d'émail selon l'invention 8, 80.
De nombreuses variantes peuvent être apportées à la présente invention, sans sortir du cadre de la présente invention.
En particulier, pour des raisons esthétiques, on peut envisager de doter la face extérieure Ib, 10b de la paroi latérale 4, 40 en aluminium anodisé d'un décor réalisé par dépôt d'une résine colorée. Les exemples suivants illustrent également l'invention sans toutefois en limiter la portée.
EXEMPLES
Dans les exemples, sauf indication contraire, toutes les quantités sont exprimées en partie en poids .
Exemple 1
On a préparé une pâte anhydre selon l'invention PAl, à partir d'une fritte d'émail selon l'invention invention Fl, dont la composition est indiquée ci-après dans le tableau 1.
A titre de comparaison, on a également préparé deux pâtes anhydres témoins PAOl et PA02, à partir de frittes d'émail témoins, FOI et F02 respectivement, dont les compositions sont également indiquées dans le tableau 1. Les frittes d'émail FOI et F02 sont dites « témoins » car, lorsqu'elles sont formulées sous forme de pâte anhydre, elles présentent un taux en élément fondant (V2O5 ou PbO) qui est en dehors de la gamme revendiquée.
Tableau 1 :
Les teneurs indiquées sont des pourcentages massiques par rapport au poids de la fritte.
La formulation des frittes Fl, FOI et F02, sous forme de pâtes anhydres, respectivement PAl, PAOl, et PA02, est réalisée comme suit : à 100 parties en poids de frittes d'émail (Fl, ou FOI, ou F02), on ajoute 20 parties en poids d'oxyde de fer noir commercialisé par la société BAYER sous la dénomination commerciale 303T, et 35 parties en poids d'huile terpénique commercialisée par la société DRT.
Les compositions des pâtes anhydres PAl, PAOl et PA02 sont récapitulées dans le tableau 2.
Tableau 2
Chaque pâte anhydre PAl, PAOl et PA02 est ensuite appliquée en monocouche par sérigraphie, sur un support en aluminium. Puis, après un séchage à 800C pendant 30 secondes, les pâtes sont étuvées pendant 10 minutes à 5600C, pour former des émaux vitrifiés. Les émaux vitrifiés EMl, EMOI et EM02 obtenus à partir des pâtes anhydres PAl, PAOl et PA02 respectivement, sont ensuite soumis à un test d'évaluation de la tenue aux acides, dont les résultats sont présentés dans le tableau 3.
La tenue aux acides est évaluée de la manière suivante : o on dépose sur la surface émaillée une goutte d'un mélange d'acides comportant 100 g d'eau distillée, 20 g d'acide sulfurique concentré et 2g d'acide oxalique ;
o on laisse agir à température ambiante pendant 15 minutes ; puis o on observe l'attaque de l'émail en surface. Lorsque l'émail est attaqué, cela peut se manifester de diverses manières, par exemple un dépolissage, ou une perte de brillant et un tachage. Un émail résistant ne présente aucune de ces altérations, un émail non acceptable présente l'une au moins de ces altérations.
Tableau 3
Les résultats montrent que si la pâte anhydre comprend moins de 2 % ou plus de 9 % en poids d'élément fondant (V2O5 ou PbO) par rapport au poids total de la pâte, les émaux (EMOI et EM02) obtenus à partir de ces pâtes anhydres résistent moins bien aux attaques acides qu'un émail selon l'invention (EMl).
Exemple 2
On a préparé une barbotine à partir de la fritte d'émail selon l'invention Fl, en mélangeant à 100 parties en poids de fritte Al, 56 parties en poids d'eau, 3,5
parties en poids d'acide borique, et 0,8 % en poids de carbonate de potassium.
Les formulations de la fritte Fl sous forme de barbotine BAl et de pâte anhydre PAl, sont récapitulées dans le tableau 4.
Tableau 4
La pâte anhydre PAl selon l'invention et la barbotine BAl ont été appliquées en monocouche par sérigraphie sur des supports en aluminium.
La pâte PAl et la barbotine BAl sont ensuite séchées pendant 30s à 8O0C, puis étuvées à 56O0C pendant 10 minutes, pour donner les émaux vitrifiés EMl de l'exemple 1 et EMO3 , respectivement. Ces émaux vitrifiés EMl et EM03 sont ensuite soumis au test d'évaluation de la tenue aux acides, de la même manière qu'à l'exemple 1. Les résultats sont présentés dans le tableau 5.
Tableau 5
La comparaison de la tenue au test acide de l'émail EM03 avec l'émail selon l'invention EMl (réalisé à partir de la même fritte d'émail Fl) montre que la formulation sous forme de barbotine conduit à une moins bonne résistance à une attaque acide, qui se manifeste par une décoloration de l'émail.
Claims
1. Article culinaire (1, 10) comprenant une calotte creuse définissant un fond (3, 30) et une paroi latérale (4, 40) s'élevant à partir dudit fond (3, 30), ladite calotte présentant une face intérieure (la) pouvant recevoir des aliments et une face extérieure (Ib, 10b) destinée à être disposée du côté de la source de chaleur, ladite calotte comportant une feuille (5) en aluminium ou en alliage d'aluminium, caractérisé en ce que la face extérieure (Ib, 10b) au moins de la paroi latérale (4, 40) est en aluminium anodisé ou en alliage d'aluminium anodisé, en ce que la face extérieure (Ib, 10b) du fond (3, 30) est recouverte au moins en partie par une couche d'émail (8, 80) ayant une épaisseur sensiblement uniforme dont la valeur moyenne est comprise entre 15 et 40 μm avec un écart par rapport à cette valeur moyenne d'épaisseur d'au plus 10%, et en ce que ladite couche d'émail (8, 80) comprend 1,5 à 9 % en poids par rapport au poids total de la couche d'émail d'au moins un élément fondant choisi dans le groupe constitué par l'oxyde de plomb PbO, l'oxyde de bismuth Bi2O3 et le pentoxyde de vanadium V2O5.
2. Article culinaire (1, 10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche d'émail (8, 80) comprend 2 à 7 % en poids par rapport au poids total de la couche d'émail (8,80) d'oxyde de vanadium.
3. Article culinaire (1, 10) selon la revendication 1 ou 2 , caractérisé en ce que la face intérieure (la) de l'article culinaire (1, 10) est pourvue d'un revêtement anti-adhésif (6) qui est disposé de manière à être en contact direct avec la feuille d'aluminium (5).
4. Article culinaire (1, 10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le revêtement anti-adhésif (6) est obtenu à partir d'une composition comprenant une résine thermostable résistant à au moins 2000C.
5. Article culinaire (1, 10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la résine thermostable résistant à au moins 2000C est une résine silicone ou une résine fluorocarbonée telle que du PTFE.
6. Article culinaire (1, 10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la feuille (5) est une feuille emboutie présentant la forme finale de l'article (1, 10).
7. Article culinaire (1, 10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'émail a une épaisseur moyenne entre 20 et 30 μm.
8. Article culinaire (1, 10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face extérieure (Ib, 10b) du fond (3, 30) comprend une plaque (7, 70) centrée sur le fond (3, 30) et recouvrant au moins une portion (5a) de la feuille
(5), la plaque (7, 70) étant réalisée en un métal ou en un matériau revêtu d'un métal, d'un carbure ou d'un nitrure d'un métal, ledit métal étant choisi de manière à résister à une étape d' anodisation.
9. Article culinaire (1, 10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le métal de la plaque (7, 70) est choisi parmi les métaux de transition tels que le titane, le zirconium ou le niobium, le matériau qui en constitue, le cas échéant, le cœur qui est alors recouvert du dit métal ou d'un carbure ou d'un nitrure de ce même métal, étant choisi parmi l'acier, l'acier inoxydable, ferritique ou non. 10. Article culinaire (1, 10) selon l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisée en ce que le fond (3, 30) de l'article culinaire (1,
10) étant légèrement concave, la zone du fond (3, 30) destinée à être en contact avec la source de chaleur est intégralement revêtue par la couche d'émail (8, 80).
11. Article culinaire (1, 10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face extérieure (Ib, 10b) de la paroi latérale (4, 40) est partiellement recouverte par une couche d'émail discontinue formant un décor.
12. Procédé de fabrication d'un article culinaire (1, 10) comprenant un fond (3, 30) et une paroi latérale (4, 40) se dressant à partir du fond (3, 30) en aluminium ou en alliage d'aluminium, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : a) mise en forme, par emboutissage, d'une feuille (5) en aluminium ou en alliage d'aluminium pour lui conférer la forme finale de l'article culinaire (1, 10) et ainsi définir la face intérieure (la) de l'article culinaire (1, 10), destinée à la cuisson des aliments, et la face extérieure (Ib, 10b) de l'article culinaire (1, 10) destinée à être disposée du côté de la source de chaleur; b) une étape de réalisation d'une couche d'émail (8, 80) sur toute ou partie de la face extérieure (Ib, 10b) du fond (3, 30) de l'article culinaire (1, 10), et c) une étape c) d'anodisation de l'article culinaire (1, 10) , ledit procédé étant caractérisé en ce que ladite étape b) de réalisation de la couche d'émail (8, 80) est réalisée avant l'étape d'anodisation et constitue l'unique étape d'émaillage de la face extérieure du fond de l'article culinaire, ladite étape b) comportant les étapes successives suivantes: i) préparation d'une pâte anhydre à partir d'une fritte d'émail pulvérulente qui comprend 0,82 à 6,75 %, par rapport au poids total de la pâte d'au moins un élément fondant choisi dans le groupe constitué par l'oxyde de plomb PbO, l'oxyde de bismuth Bi2O3 et le pentoxyde de vanadium V2Os, ladite pâte étant formulée sous forme d'une dispersion dans un milieu non aqueux ; ii) application de ladite pâte anhydre sur ladite face extérieure (Ib, 10b) du fond (3, 30) en au moins une couche de pâte; iii) cuisson de la couche de pâte à une température comprise entre 5400C et 575°C pour former une couche d'émail (8, 80) qui présente après cuisson une épaisseur sensiblement uniforme dont la valeur moyenne est comprise entre 15 et 40 μm avec un écart par rapport à cette valeur moyenne d'épaisseur d'au plus 10%.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite pâte anhydre comprend 55 à 75 % en poids de fritte d'émail pulvérulente par rapport au poids total de la pâte anhydre.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite pâte anhydre comprend 65 % en poids de fritte d'émail pulvérulente par rapport au poids total de la pâte anhydre.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que la fritte d'émail comprend : o SiO2 : 30 à 38 % ;
O V2O5 : 3 à 7 % ; O NaOH : 15 à 25 % ; O LiOH : 0.5 à 4 % ; O KOH : 8 à 17 % ; O TiO2 : 18 à 25 % ; les teneurs indiquées étant des pourcentages en poids par rapport au poids de la fritte.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que le milieu non aqueux dans lequel est dispersée la fritte d'émail est un milieu huileux ou un solvant.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, caractérisé en ce que la pâte présente une viscosité de 2000 à 8000 cP, et en en ce que la pâte anhydre est appliquée par sérigraphie ou par tampographie.
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 17, caractérisé en ce que l'on applique la pâte anhydre en monocouche, pour former une couche d'émail présentant après cuisson une épaisseur comprise entre 15 et 30 μm.
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 18, caractérisé en ce que l'on applique la pâte anhydre en bicouche, pour former une couche d'émail présentant après cuisson une épaisseur comprise entre 25 et 40 μm.
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 19, caractérisé en ce que la cuisson de ladite pâte anhydre est réalisée à une température d'environ 5600C.
21. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 20, caractérisé en ce que 1 ' anodisation est réalisée par trempage de l'article culinaire dans un bain d'acide sulfurique, seul ou en mélange avec de l'acide oxalique, la température du bain d'acide étant comprise entre -5°C et 25°C.
22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que la température du bain d'acide est de -50C.
23. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 22, caractérisé en ce qu'après l'étape a) de mise en forme de la feuille (5) et avant l'étape b) de réalisation d'une couche d'émail (8, 80) sur la face extérieure (Ib, 10b) du fond (3, 30), on procède à l'application par matriçage sur la face extérieure (Ib, 10b) du fond (3, 30), d'une plaque (7, 70) destinée à recouvrir une portion (5a) de la feuille (5) , ladite plaque (7, 70) étant réalisée en un métal ou en un matériau revêtu d'un métal ou d'un carbure ou d'un nitrure de ce même métal, ledit métal étant choisi de manière que la plaque (7, 70) résiste à l'étape c) d'anodisation.
24. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 23, caractérisé en ce que l'on procède, après l'étape b) de réalisation d'une couche d'émail (8, 80) sur toute ou partie de la face extérieure
(Ib, 10b) dudit article (1, 10 et avant l'étape c) d'anodisation dudit article (1, 10), au dépôt sur la face intérieure (la) de l'article (1, 10) d'au moins une couche destinée à former, après cuisson, un revêtement anti-adhésif (6) .
25. Procédé selon la revendication 24, caractérisé en ce que caractérisé en ce que l'on utilise une composition comprenant une résine thermostable résistant à au moins 2000C pour former le premier revêtement antiadhésif (6) .
26. Procédé selon la revendication 25, caractérisé en ce que la résine thermostable résistant à au moins
2000C est une résine silicone ou une résine fluorocarbonée telle que du PTFE.
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