FR3138285A1 - Revêtement non-fluoré hybride PAEK/résine silicone - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un élément de cuisson revêtu (1) pour article culinaire ou appareil électrique de cuisson, comportant un substrat métallique (2) revêtu sur au moins une face (2a) par au moins les couches suivantes et dans cet ordre à partir du substrat métallique 2) : (3a) sous-couche dure poreuse constituée d’une ou plusieurs polyétherarylcétones (PEAK) et leurs mélanges, éventuellement de charges, éventuellement moins de 3 % en poids d’additifs par rapport au poids de ladite sous-couche dure et éventuellement moins de 3 % en poids d’agent(s) colorant(s) par rapport au poids de ladite sous-couche dure, (3b) éventuellement, une ou plusieurs couche(s) intermédiaire(s) constituée(s) d’un ou plusieurs agent(s) colorant(s) et éventuellement d’une ou plusieurs résine(s) silicone, et/oud’un ou plusieurs polymère(s) thermoplastique(s) et/ou,d’une ou plusieurs charge(s), et/oud’un ou plusieurs additif(s) (3c) une couche de finition constituée d’une ou plusieurs résine(s) silicone et éventuellement d’un ou plusieurs polymère(s) thermoplastique(s), et/oud’une ou plusieurs charge(s), et/oud’un ou plusieurs additif(s), et/oude paillettes ; son procédé de fabrication, un article culinaire ou un appareil de cuisson le comprenant.
Description
Le domaine de l’invention est celui des articles culinaires revêtus sur une de leurs faces par un revêtement et plus précisément, les revêtements à base de résine silicone de ces articles.
Dans le domaine des articles culinaires, les revêtements à base de fluoropolymères et en particulier de polytétrafluoroéthylène (PTFE) sont connus du grand public pour leurs propriétés d’anti-adhésivité et de résistance à la température.
Cependant, ces revêtements présentent une faible résistance mécanique.
La demande WO 2020 144051 concerne un revêtement à base de fluoropolymères dont la résistance mécanique à l’abrasion est améliorée par l’intégration de charges organiques (SiC) et minérales (Al2O3) dans les couches de primaires et de finition du revêtement.
Le gain de performances atteint concernant la résistance mécanique est satisfaisant mais toujours pas optimal.
Les revêtements à base de fluoropolymères sont destinés, en premier lieu, aux poêles et casseroles mais d’autres applications peuvent être envisagées dans le domaine de la moulerie (moules, plats à gâteaux, gaufriers etc) ou du petit équipement domestique (cuiseurs à riz, cuves de friteuse, crêpières électriques) du fait de leur emboutissabilité.
Une alternative aux revêtements PTFE consiste à utiliser des revêtements dits « céramiques », mis au point via le procédé sol-gel et l’utilisation d’orthosilicate de tétraéthyle (EP 2 806 776 B1). Ces revêtements ont pour particularité d’être durs et résistants à l’usure mécanique mais présentent un comportement cassant et une anti-adhésivité moindre comparé aux revêtements à base de fluoropolymères.
En outre, ces revêtements sont peu adaptés à la moulerie et au petit équipement domestique du fait de leur manque d’emboutissabilité.
Dans le domaine de la moulerie (grand public ou industrielle), les revêtements à base de fluoropolymères ne sont pas aussi répandus car les contraintes de résistance à la température sont moins élevées (max 220°C) et permettent l’utilisation d’autres types de revêtements, tels que ceux en silicone.
Les résines silicones pures sont décrites comme anti-adhésives et résistantes à des températures supérieures à 220-230°C. En revanche, elles sont considérées comme peu adhérentes au substrat.
A l’inverse, les résines silicones-polyesters sont très répandues dans la moulerie car elles sont anti-adhésives tout en étant adhérentes au substrat et compatibles avec des procédés d’emboutissage. Néanmoins, elles se dégradent à des températures supérieures à 230°C. En effet, la plage de température d’usage des articles culinaires se situe entre 50 et 250°C et il n’est pas surprenant de monter à des températures de 300°C voire 350°C dans le cas d’articles avec des fonds induction. Leur utilisation n’est donc pas compatible avec les températures d’usage dans le domaine des articles culinaires.
La présente invention traite la problématique technique de l’amélioration de la résistance à la rayure et à l’écaillage des revêtements silicone, grâce à la réalisation d’une sous couche en contact avec le substrat métallique à base de mélanges de polymères thermoplastiques et/ ou thermostables à propriétés thermo-mécaniques élevées.
Pour remédier améliorer de manière significative la résistance à la rayure des revêtements silicone, les inventeurs ont montré qu’il était possible de réaliser une sous couche macro-poreuse avec une formulation adaptée de résine thermofusible pulvérisée par projection thermique sur un substrat métallique sans pré chauffe supérieure 100°C, puis d’appliquer directement la ou les couches de revêtements silicone liquides par pulvérisation pneumatique classique. La présence de charges de renfort (alumine, carbure de silicium etc.) est également envisagée dans la sous couche.
La réalisation de ce « composite » avec un ancrage fort du silicone dans la matrice de la sous couche polymérique, procure un revêtement final aux propriétés mécaniques fortement améliorées.
Ce revêtement a d’excellentes performances en adhérence grâce à une bonne cohésion entre la première couche à base de PEEK et les couches du revêtement.
Cette invention permet la réalisation d’une couche globale d’épaisseur importante sans provoquer de fissuration, de faïençage.
Il présente une excellente résistance à la rayure et à l’impact mécanique.
Cette invention permet d’obtenir d’excellentes performances anti-rayure, tout en conservant un procédé avec une seule cuisson finale, ce qui le rend industrialisable économiquement.
La résistance à la rayure et aux impacts s’en trouve largement augmentée, l’utilisation d’ustensiles métalliques ne provoquera pas de dommages majeurs.
Le consommateur possèdera donc un article plus durable, avec un revêtement prévenant plus efficacement le contact direct des aliments avec le substrat (gain en durabilité de performances anti adhésives, gain en innocuité dans le cas du contact avec l’aluminium, gain esthétique…).
Le procédé, sans pré-chauffe ni sèche à haute température, et avec une seule cuisson finale à une température inférieure à 400°C, est peu coûteux et robuste.
Le revêtement, plus robuste face aux sollicitations mécaniques, présentera donc également une durabilité augmentée en termes d’anti-adhérence, de non tachage, de résistance à la corrosion.
Le brevet EP 2 319 631 décrit la mise au point d’un revêtement bicouches à base de résine silicone couplée à un matériau thermoplastique haute température entre 0,5 et 20 % (couche de base) permettant d’obtenir un revêtement résistant mécaniquement, adhérent au substrat et anti-adhésif. La nature du thermoplastique varie entre la couche de base (PEEK) et celle de finition (PPS) et celui-ci est principalement situé dans la couche de base pour assurer l’adhérence au substrat. Ce brevet ne décrit pas d’indicateur de température.
La demande US 2022/0073785 propose une architecture de revêtement silicone/thermoplastique bicouche beaucoup plus concentrée en matériau thermoplastique et ne décrit pas non plus l’intégration d’un indicateur coloré à base de pigments thermochromes.
Un premier objet de l’invention concerne un élément de cuisson revêtu (1) pour article culinaire ou appareil électrique de cuisson, comportant un substrat métallique (2) revêtu sur au moins une face (2a) par au moins les couches suivantes et dans cet ordre à partir du substrat métallique (2) :
(3a) sous-couche dure poreuse constituée d’une ou plusieurs polyétherarylcétones (PEAK) et leurs mélanges, éventuellement de charges, éventuellement moins de 3 % en poids d’additifs par rapport au poids de ladite sous-couche dure et éventuellement moins de 3 % en poids d’agent(s) colorant(s) par rapport au poids de ladite sous-couche dure,
(3b) éventuellement, une ou plusieurs couche(s) intermédiaire(s) constituée(s) d’un ou plusieurs agent(s) colorant(s) et éventuellement
- d’une ou plusieurs résine(s) silicone, et/ou
- d’un ou plusieurs polymère(s) thermoplastique(s) et/ou,
- d’une ou plusieurs charge(s), et/ou
- d’un ou plusieurs additif(s)
(3c) une couche de finition constituée d’une ou plusieurs résine(s) silicone et éventuellement
- d’un ou plusieurs polymère(s) thermoplastique(s), et/ou
- d’une ou plusieurs charge(s), et/ou
- d’un ou plusieurs additif(s), et/ou
- de paillettes.
Un autre objet de l’invention concerne un procédé de fabrication d’un élément de cuisson revêtu (1) selon l’invention comprenant les étapes successives suivantes :
a) une étape de fourniture d’un support (2) métallique, comprenant deux faces opposées ;
b) de manière optionnelle, une étape de traitement de la face (2a) du support (2), pour obtenir une face (2a) traitée favorisant l’adhérence d’une sous-couche dure (3a) sur le support (2) ;
c) une étape de réalisation d’une sous-couche dure (3a) adhérente sur ladite face intérieure (2a) par pulvérisation thermique, sur ladite face intérieure (2a) d’une poudre ou dispersion d’une ou plusieurs polyétherarylcétones (PEAK) et leurs mélanges, éventuellement de charges, éventuellement moins de 3 % en poids d’additifs et éventuellement moins de 3 % en poids d’agent(s) colorant(s) par rapport au poids de ladite sous-couche dure (3a) ;
d) éventuellement séchage et/ou cuisson
e) éventuellement application de la ou des couche(s) (3ab) et/ou d’une ou plusieurs couche(s) intermédiaire(s) (3b) ;
f) application de la couche de finition (3c) ;
g) séchage et/ou cuisson cuisson.
Un autre objet de l’invention concerne un article culinaire (100) comprenant un élément de cuisson revêtu (1) selon l’invention.
Un autre objet de l’invention concerne un appareil électrique de cuisson (200) comportant un élément de cuisson revêtu (1) selon l’invention et une source de chauffage (210) configurée pour chauffer ledit élément de cuisson revêtu (1).
Par le terme « couche », il faut comprendre au sens de la présente invention une couche continue ou discontinue. Une couche continue (ou appelée également couche monolithique) est un tout unique formant un aplat total recouvrant complètement la surface sur laquelle elle est posée.
On entend par « discontinue » une couche qui n’est pas homogène en épaisseur sur toute la surface sur laquelle elle est déposée. Le recouvrement peut être inexistant à certains endroits.
On entend par « couche de base », « couche primaire », « couche d’accroche » ou « primaire d’accroche » toutes les couches de la première couche appliquée directement sur le support (il est préférable que cette couche soit bien adhérente au support et apporte toutes ses propriétés mécaniques au revêtement : dureté, résistance à la rayure) à la dernière couche avant la première couche de décor.
On entend par « couche de finition » ou « finish » une couche de surface continue et transparente, cette couche laissant une visibilité parfaite de la couche de décor tout en la protégeant d’agressions mécaniques et conférant au revêtement ses propriétés antiadhérentes.
De préférence, la dernière couche de finition est destinée à être en contact avec les aliments.
On entend par « décor » ou « couche de décor » une ou plusieurs couches continues ou discontinues comprenant une composition pigmentaire. Le décor peut se présenter sous la forme d’un ou plusieurs motifs, d’une ou plusieurs couleurs. Un décor est visible pour l’utilisateur distinctement à l’œil nu et à distance classique d’utilisation de l’article ménager.
On entend par « couches chevauchantes » des couches superposées partiellement ou complètement superposées. Ces couches peuvent se présenter sous forme de motifs partiellement chevauchants, par exemple des disques concentriques.
On entend par « couches adjacentes » des couches non superposées. Ces couches peuvent se présenter sous forme de motifs identiques ou différents non superposés, de préférence répartis uniformément.
On entend par « composition pigmentaire de référence de température » une composition comprenant un pigment qui à une température donnée, permet d’indiquer à l’utilisateur que la température d’utilisation optimale est atteinte. Cette indication se fait par comparaison des couleurs de la composition pigmentaire thermochrome et de la composition pigmentaire de référence de température. Soit la température d’utilisation optimale est atteinte lorsque les couleurs sont identiques, soit la température d’utilisation optimale est atteinte lorsque les couleurs sont visuellement très différentes.
La « composition pigmentaire de référence de température » peut comprendre un pigment qui présente :
- la même couleur que la composition pigmentaire thermochrome,à la température d’utilisation optimale,
* soit parce que ce pigment présente à température ambiante la même couleur que la composition pigmentaire thermochrome à la température d’utilisation optimale,et ne change pas de couleur avec la température,
* soit parce que ce pigment présente à température ambiante une couleur différente de celle de la composition pigmentaire thermochrome qui évolue jusqu’à la même couleur que la composition pigmentaire thermochrome à la température d’utilisation optimale,
- une couleur très différente de celle de la composition pigmentaire thermochrome à la température d’utilisation optimale, que ce pigment change de couleur ou pas avec l’évolution de la température.
La température d’utilisation optimale peut être atteinte lorsque la couleur de la composition pigmentaire de référence de température correspond à une couleur indiquée dans le guide d’utilisation de l’article ménager comprenant le revêtement de l’invention ou à une couleur indiquée sur une échelle de couleurs fournie à l’utilisateur avec ledit article.
La composition pigmentaire de référence de température est thermochrome ou thermostable.
La composition pigmentaire de référence de température peut être par exemple une composition pigmentaire de référence de température de cuisson ou d’indication de risque de surchauffe.
La présente invention présente au moins l’un des avantages suivants :
- le revêtement selon l’invention présente une fonctionnalité thermochrome avec une visibilité marquée, un changement de couleur contrasté sur une plage de températures ciblée et centrée, par exemple autour des températures de cuisson des aliments pour un appareil culinaire ;
- le revêtement selon l’invention peut fournir un bon contrôle de la température lors de la cuisson des aliments, ce qui est nécessaire pour des raisons sanitaires et gustatives, mais aussi de sécurité et pour limiter les surchauffes ponctuelles fragilisant le revêtement ;
- la composition pigmentaire thermochrome présente une réversibilité de ses propriétés thermochromes c'est-à-dire qu’après un changement de couleur sous l’action de la chaleur le composé revient à son état initial, et à sa couleur initiale, lorsque la température diminue ; ce cycle de changement de couleur (réversibilité) peut être répété à l’infini ;
- le revêtement selon l’invention présente une stabilité thermique importante lors des élévations de températures, il est stable jusqu’à environ 450°C.
Par l’expression « semi-conducteur thermochrome », il faut comprendre au sens de la présente invention, un composé minéral ou organique, qui présente un changement réversible de coloration lors d'une élévation de température. Le caractère thermochrome progressif et réversible de ces composés semi-conducteurs est lié à la diminution de la largeur de la bande interdite du semi-conducteur à cause de la dilatation du matériau. En effet, la périodicité du réseau d’anions et de cations conduit au rassemblement des niveaux d’énergie en bandes d’énergie. La bande d’énergie remplie de plus haute énergie est appelée bande de valence et la bande d’énergie vide de plus basse énergie est appelée bande de conduction. Entre ces deux bandes, il existe une bande interdite appelée gap. La couleur d’un matériau semi-conducteur peut provenir de la présence d’un transfert de charge qui correspond au passage d’un électron soit d’une bande de valence à une bande conduction sur un même atome, soit communément de l’orbitale d’un anion vers l’orbitale d’un cation (absorption photonique interatomique).
Dans les domaines d'applications envisagées pour la présente invention, les conditions optimales sont atteintes lorsque le revêtement atteint une température adaptée à la cuisson des aliments, de préférence comprise entre 100 et 250°C.
Par « pigment ou composition pigmentaire thermochrome », il faut comprendre au sens de la présente invention, un pigment ou une composition pigmentaire qui change de couleur en fonction de la température dans un domaine de température donné, ce changement étant réversible. Ce changement de couleur est visible par l’utilisateur à l’œil nu et à distance d’utilisation classique.
On entend par « pigment thermostable » un pigment qui ne présente pas de changement de couleur lorsqu’il est soumis à une élévation de température dans un domaine de température donné ou qui présente un changement de teinte lorsqu’il est soumis à une élévation de température dans un domaine de température donné tellement faible qu’il n’est pas visible par l’utilisateur à l’œil nu et à distance d’utilisation classique.
De préférence, les pigments thermostables présentent un écart de couleur ΔE* entre 25°C et 200°C inférieur à 10, ΔE* étant défini par la formule CIE1976 dans l’espace colorimétrique CIELAB :
L1*, a1* et b1* caractérisant les valeurs L*a*b dudit composé à température ambiante
L2*, a2* et b2* caractérisant les valeurs L*a*b dudit composé à 200°C.
Par « les couleurs sont identiques » on entend indistingables par l’utilisateur à l’œil nu et à distance d’utilisation classique.
Par l’expression « article culinaire », il faut comprendre au sens de la présente invention un objet destiné à cuisiner. Pour ce faire, il est destiné à recevoir un traitement thermique.
Par l’expression « objet destiné à recevoir un traitement thermique », il faut comprendre au sens de la présente invention un objet qui sera chauffé par un système extérieur de chauffage tels que des poêles, des casseroles, des sauteuses, des woks, des grilles de barbecues et qui est apte à transmettre l'énergie calorifique apportée par ce système extérieur de chauffage à un matériau ou aliment au contact dudit objet.
Par l’expression « appareil électrique de cuisson », il faut comprendre au sens de la présente invention un objet chauffant possédant son propre système de chauffage tels que crêpière électrique, appareil électrique à raclette, appareil électrique à fondue, grill électrique, plancha électrique, cuiseur électrique, machine à pain, appareil électrique de cuisson sous pression.
On entend par « revêtement », l’ensemble des couches adhérent au substrat métallique et recouvrant ce substrat.
On entend par « revêtement à base de résine silicone » un revêtement qui comprend une ou plusieurs résine(s) silicone dans une ou plusieurs de ses couches.
On entend par « diamètre équivalent des pores » le diamètre de la sphère ayant le même volume que le pore considéré.
On entend par « diamètre moyen équivalent des pores » la moyenne des diamètres équivalents des pores.
On entend par « diamètre médian équivalent des pores » la médiane des diamètres équivalents des pores : 50 % des pores ont un diamètre équivalent inférieur à ce diamètre et 50 % un diamètre équivalent supérieur.
Dans la présente invention, les % en poids sont exprimés en poids sec, c’est-à-dire sans solvant.
L’invention concerne un élément de cuisson revêtu (1) pour article culinaire ou appareil électrique de cuisson, comportant un substrat métallique (2) revêtu sur au moins une face (2a) par au moins les couches suivantes et dans cet ordre à partir du substrat métallique (2) :
(3a) sous-couche dure poreuse constituée d’une ou plusieurs polyétherarylcétones (PEAK) et leurs mélanges, éventuellement de charges, éventuellement moins de 3 % en poids d’additifs par rapport au poids de ladite sous-couche dure et éventuellement moins de 3 % en poids d’agent(s) colorant(s) par rapport au poids de ladite sous-couche dure,
(3b) éventuellement, une ou plusieurs couche(s) intermédiaire(s), de préférence deux, constituée(s) d’un ou plusieurs agent(s) colorant(s) et éventuellement
- d’une ou plusieurs résine(s) silicone, et/ou
- d’un ou plusieurs polymère(s) thermoplastique(s) et/ou,
- d’une ou plusieurs charge(s), et/ou
- d’un ou plusieurs additif(s)
(3c) une couche de finition constituée d’une ou plusieurs résine(s) silicone et éventuellement
- d’un ou plusieurs polymère(s) thermoplastique(s), et/ou
- d’une ou plusieurs charge(s), et/ou
- d’un ou plusieurs additif(s), et/ou
- de paillettes.
Le revêtement de l’élément de cuisson (1) selon l’invention ne comprend pas de polymère fluoré.
L’au moins une face revêtue (2a) est donc une face de cuisson. Autrement dit, le revêtement de l’élément de cuisson (1) selon l’invention est destiné à être en contact avec les aliments.
Avantageusement, le ou les polyaryléthercétones (PAEK) est(sont) choisi(s) dans le groupe constitué de : polyethercétones (PEK), polyetherethercetone (PEEK), polyethercétonecétones (PEKK), polyetherethercétonecétones (PEEKK) et polyethercétoneethercétonecétones (PEKEKK), de manière particulièrement préférée est(sont) des PEEK.
De préférence, l’épaisseur moyenne de la sous-couche dure (3a) est supérieure à 5 µm, de manière encore préférée supérieure à 15 µm, de manière particulièrement préférée comprise entre 20 et 50 µm. Cette moyenne est par exemple la moyenne d’au moins 10 mesures, de préférence 15 mesures, d’épaisseur en 10, respectivement 15, endroits aléatoires.
Avantageusement, le diamètre moyen équivalent des pores dans la sous-couche dure (3a) est supérieur à 5 µm.
Les données de porosité de la sous-couche dure (3a), en particulier la fraction de porosité globale, le diamètre moyen équivalent des pores et le diamètre médian équivalent des pores sont mesurés par micro-tomographie aux rayons X via une source synchrotron.
De préférence, le diamètre moyen équivalent des pores de la sous-couche dure (3a) est supérieur à 8 µm, de préférence encore supérieur à 10 µm.
De préférence, le diamètre médian équivalent des pores de la sous-couche dure (3a) est supérieur à 6 µm, de manière encore préférée supérieur à 7 µm, de préférence encore supérieur à 8 µm.
De préférence, plus de 30 %, de manière encore préférée plus de 40 %, de manière particulièrement préférée plus de 50 % des pores en nombre dans la sous-couche dure (3a) présentent un diamètre équivalent moyen ≤10 µm.
De préférence, plus de 20 %, de manière encore préférée plus de 30 % des pores en nombre dans la sous-couche dure (3a) présentent un diamètre équivalent moyen >10 µm et ≤20 µm.
De préférence, plus de 60 %, de manière encore préférée plus de 70 %, de manière particulièrement préférée plus de 80 % des pores en nombre dans la sous-couche dure (3a) présentent un diamètre équivalent moyen ≤20 µm.
De préférence, plus de 5 %, de manière encore préférée plus de 7 %, de manière particulièrement préférée plus de 10 % des pores en nombre dans la sous-couche dure (3a) présentent un diamètre équivalent moyen > 20 µm et ≤30 µm.
De préférence, des pores en nombre dans la sous-couche dure (3a) présentent un diamètre équivalent des pores supérieur à 30 µm, de préférence au moins 1 % des pores en nombre dans la sous-couche dure (3a) présentent un diamètre équivalent des pores supérieur à 30 µm.
De préférence, la sous-couche dure (3a) présente une rugosité de surface Ra comprise entre 5 μm et 100 μm, de façon encore préférée comprise entre 10 µm et 60 µm.
De préférence, la sous-couche dure (3a) présente une surface développée Sdr comprise entre 10 % et 100 %, de préférence entre 30 % et 80 %.
Avantageusement, l’épaisseur de la couche (3b) est comprise entre 1 µm et 100 µm, de préférence entre 2 µm et 30 µm, de manière particulièrement préférée entre 3 µm et 10 µm.
Avantageusement, l’épaisseur de la couche (3c) est comprise entre 0,05 µm et 100 µm, de préférence entre 0,08 µm et 20 µm, de manière particulièrement préférée entre 0,1 µm et 10 µm. Dans un mode particulier de réalisation de l’invention, l’épaisseur de la couche (3c) est de 100 nm +/- 5nm.
Selon un mode de réalisation, l’épaisseur de la couche (3c) est comprise entre 0,1 µm et 2 microns, de préférence entre 0,2 µm et 1,5 µm.
Selon un autre mode de réalisation, l’épaisseur de la couche (3c) est comprise entre 10 µm et 100 µm, de préférence entre 20 µm et 85 µm, de manière particulièrement préférée entre 30 µm et 70 µm.
Le revêtement de l’élément de cuisson (1) selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs couche(s) (3ab), facultatives s’intercalant entre la/les couche(s) (3a) et la/les couche(s) (3b) ou entre la/les couche(s) (3a) et la/les couche(s) (3c) constituée(s) d’une ou plusieurs résine(s) silicone et éventuellement
- d’un ou plusieurs polymère(s) thermoplastique(s), et/ou
- d’une ou plusieurs charge(s), et/ou
- d’un ou plusieurs additif(s),
Avantageusement, l’épaisseur de la/des couche(s) (3ab), lorsqu’elle(s) est(sont) présente(s), est comprise entre 0,05 µm et 100 µm, de préférence entre 0,08 µm et 20 µm, de manière particulièrement préférée entre 0,1 µm et 10 µm.
Avantageusement, la ou les polyétherarylcétones représente(nt) plus de 50 % en poids, de préférence plus de 70 % en poids de la sous-couche dure (3a).
Avantageusement, la ou les polyétherarylcétones représente(nt) plus de 97 % en poids de la sous-couche dure (3a), le reste étant éventuellement complété jusqu’à 100 % par des additifs.
SUBSTRAT METALLIQUE
Avantageusement, ledit substrat métallique (2), également appelé support, est un substrat en aluminium, en acier inoxydable, en fonte de fer ou d’aluminium, en fer, en titane ou en cuivre.
Par aluminium au sens de la présente invention s’entend d’un métal constitué à 100 % d’aluminium ou d’un alliage d’aluminium.
Avantageusement, le substrat métallique (2) est un substrat en aluminium, en acier inoxydable ou un substrat métallique multicouches. Le substrat métallique (2) peut être un substrat bicouches ou tri-couches, ces multicouches pouvant être obtenues par exemple par colaminage, par diffusion à chaud sous charge (solid state bonding) ou par frappe (impact bonding) à chaud ou à froid.
De préférence, le substrat métallique (2) comprend une alternance de couches en métal et/ou en alliage métallique.
Selon un mode de réalisation, le substrat métallique (2) est un substrat en alliage d’aluminium, en acier inoxydable ou un substrat métallique multicouches dont la face (2a) est en alliage d’aluminium ou en acier inoxydable.
De préférence, le substrat métallique (2) est un substrat en aluminium.
Avantageusement, l’épaisseur du substrat métallique (2) est comprise entre 0,5 mm et 10 mm.
Avantageusement, la face (2a) du substrat métallique (2) a subi préalablement un traitement de surface permettant d’améliorer l’adhésion du revêtement audit substrat.
Selon un mode de réalisation, la surface de la face (2a) du substrat métallique (2) a subi un traitement de surface, le dit traitement de surface étant une attaque chimique, un brossage, une hydratation, un sablage, un grenaillage, un traitement physicochimique de type plasma ou corona ou laser, une activation chimique ou une combinaison de ces différentes techniques.
Avantageusement, la rugosité arithmétique moyenne Ra de la surface de la face (2a) du substrat métallique (2) est supérieure ou égale à 1 µm.
La rugosité arithmétique moyenne Ra est mesurée au moyen d’un rugosimètre selon la norme ISO 4287. Ra représente la moyenne arithmétique des écarts à la moyenne. La topographie de surface peut être étudiée notamment avec un profilomètre avec palpeur muni d'un stylet fin équipé d'une pointe en diamant, ou encore avec un appareil de métrologie optique type Altisurf®, dans lequel un capteur confocal chromatique permet une mesure sans contact. L'étude de cette topographie de surface permet de définir la rugosité arithmétique moyenne Ra.
RESINES SILICONE
Avantageusement, la ou les résine(s) silicone est/sont choisie(s) dans le groupe constitué de résines méthyl silicones et/ou phényl silicones et/ou méthyl-phényl-silicones, résine silicone-polyester (copolymères), résine méthyl-phényl-silicones-polyester (copolymères), résine silicone-alkyde (copolymères), résine silicone modifiée et leurs mélanges.
Les résines silicone peuvent être obtenues à partir de précurseurs, notamment choisis parmi : un hydrure de silicone, une résine silicone comprenant au moins un groupe vinyle
(-CH=CH2), une résine silicone-polyester (copolymère) comprenant au moins un groupe méthoxy, et/ou une résine silicone-polyester (copolymère) comprenant au moins un groupe éthoxy, et leurs mélanges.
(-CH=CH2), une résine silicone-polyester (copolymère) comprenant au moins un groupe méthoxy, et/ou une résine silicone-polyester (copolymère) comprenant au moins un groupe éthoxy, et leurs mélanges.
Selon un mode de réalisation, la proportion de résine silicone dans la couche (3c) est supérieure ou égale à 20 % en poids par rapport au poids total respectivement de la couche (3c). Selon un autre mode de réalisation, la proportion de résine silicone dans la couche (3c) est supérieure ou égale à 30 % en poids par rapport au poids total respectivement de la couche (3c). Selon encore un autre mode de réalisation, la proportion de résine silicone dans la couche (3c) est supérieure ou égale à 40 % en poids par rapport au poids total respectivement de la couche (3c).
Selon un mode de réalisation, la proportion de résine silicone dans la/les couche(s) (3ab) est supérieure ou égale à 20 % en poids par rapport au poids total respectivement de la couche (3ab). Selon un autre mode de réalisation, la proportion de résine silicone dans la/les couche(s) (3ab) est supérieure ou égale à 40 % en poids par rapport au poids total respectivement de la couche (3ab). Selon encore un autre mode de réalisation, la proportion de résine silicone dans la/les couche(s) (3ab) est supérieure ou égale à 50 % en poids par rapport au poids total respectivement de la couche (3ab).
POLYMERES THERMOPLASTIQUES
Avantageusement, le ou les polymère(s) thermoplastique(s) est/sont choisi(s) dans le groupe constitué de polyethersulfone (PES), polyphenylene ether sulfone (PPSU), polyamideimide (PAI), polyimide (PI), polyetherimide (PEI), et des polybenzymidazole (PBI), polymères à cristaux liquides (LCP), sulfure de polyphenylene (PPS), polyarylether cétone (PAEK) dont polyether cétone (PEK), polyether ether cétone (PEEK), polyether cétone cétone (PEKK), polyether ether cétone cétone (PEEKK), polyether cétone ether cétone cétone (PEKEKK) et leurs mélanges.
Avantageusement, la couche (3c) comprend un ou plusieurs polymère(s) thermoplastique(s), de préférence en une proportion en poids de ladite couche inférieure à 50 %, de préférence à 40 %.
Avantageusement, la/les couche(s) (3ab) comprend/comprennent un ou plusieurs polymère(s) thermoplastique(s), de préférence en une proportion en poids de ladite couche inférieure à 50 %, de préférence à 40 %.
CHARGES
Avantageusement, la ou les charge(s) est/sont choisie(s) dans le groupe constitué des charges céramiques (SiO2, etc.) et/ou minérales et/ou métalliques (Al2O3, TiO2, etc.) et/ou silices hydrophobes et/ou des particules de diamant.
Préférentiellement, la ou les charge(s) est/sont choisie(s) dans le groupe constitué des oxydes métalliques, carbures métalliques, oxy-nitrures métalliques, nitrures métalliques, et leurs mélanges.
Avantageusement, ledit métal est un métal de transition, comme l’un au moins des éléments choisis parmi B, Ni, Ti, Zr ou Hf.
De manière encore préférée, la ou les charge(s) est/sont choisie(s) dans le groupe constitué de l’alumine, le carbure de silicium, le carbure de tungstène, le nitrure de bore, le quartz, et leurs mélanges.
Avantageusement, les charges présentes dans la sous-couche (3a) sont des charges dures inorganiques, de préférence des particules de carbures de silicium ou d’alumine ou de zircone ou de graphite, ou de noir de carbone, ou de céramiques, ou d’un ou plusieurs oxyde(s) métallique(s).
Certaines charges dures inorganiques comme le carbure de silicium, en plus de leurs performances de renfort mécanique, présentent également l’intérêt d’être des charges conductrices donc procurent une excellente conductivité thermique.
L’ajout de ce type de charge permet d’améliorer le rendu culinaire avec une meilleure diffusion de la chaleur du substrat métallique jusqu’aux aliments en contact avec le revêtement.
Avantageusement, le diamètre moyen d50 des charges est compris entre 0,1 et 50 µm, avantageusement encore entre 5 et 15 µm.
Avantageusement, la proportion de charges dans une couche est comprise entre 0,5 et 30 % en poids sec par rapport au poids total de ladite couche après cuisson, de préférence comprise entre 5 et 20 %.
Avantageusement, la proportion de charges dans la couche (3a) est supérieure à 20 % en poids, de préférence supérieure à 30 % en poids, par rapport au poids total de ladite couche.
Avantageusement, la proportion de charges dans la couche (3c) est inférieure à 10 % en poids par rapport au poids total de ladite couche.
Avantageusement, la proportion de charges dans les couches (3a), (3ab), (3b) et (3c) peut être identique ou différente.
Avantageusement, la nature des charges dans les couches (3a), (3ab), (3b) et (3c) peut être identique ou différente.
Additifs
Avantageusement, lesdits additifs sont choisis dans le groupe constitué des agents anti-mousse, agents dispersants, agents mouillants, épaississants, ajusteurs de pH, huiles silicone réactives.
Le ou lesdits agent(s) anti-mousse(s) (est)sont préférentiellement choisi(s) dans le groupe constitué de huiles minérales, diols, hydrocarbures, glycérides, oxyrane, acides gras émulsionnés.
Le ou les tensioactif(s) est(sont) préférentiellement choisi(s) dans le groupe constitué d’éther de glycol, alcool éthoxylé à l’exclusion des alkyl phenol éthoxylates (APE), les tensioactifs gemini.
Le ou les agent(s) dispersant est(sont) préférentiellement choisi(s) dans le groupe constitué des dispersants anioniques comme les dérivés d’acide gras.
Lesdits épaississants sont préférentiellement choisis dans le groupe constitué de copolymère base acrylique ou base polyuréthane, cellulose, silice pyrogénée.
Lesdits ajusteurs de pH sont préférentiellement choisis dans le groupe constitué des bases de Bronsted : ammoniaque, amines (triéthyl amine, triéthanolamine…), hydroxydes (soude, potasse…), carbonates.
Avantageusement, la proportion d’additifs dans la couche (3a) est inférieure à 1 % en poids par rapport au poids total de ladite couche.
Avantageusement, la proportion d’additifs dans la couche (3c) est inférieure à 20 % en poids par rapport au poids total de ladite couche.
Avantageusement, la proportion d’additifs dans la/les couche(s) (3ab) est inférieure à 20 % en poids par rapport au poids total de ladite couche.
AGENTS COLORANTS
Avantageusement, le ou les agent(s) colorant(s) est/sont choisi(s) dans le groupe constitué de pigments thermochromes, pigments thermostables, paillettes, de préférence paillettes hologramme, et leurs mélanges.
De préférence, le ou les pigment(s) thermochrome(s) est/sont choisis dans le groupe constitué de Bi2O3, Fe2O3, V2O5, WO3, CeO2, In2O3, Y1,84Ca0,16Ti1,84V0,16O1,84, AgI, (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4avec
- x est égal à 0 ou x est compris de 0,001 à 0,999,
- y est égal à 0 ou y est compris de 0,001 à 0,999,
- A et M sont choisis dans le groupe constitué de l’azote, le phosphore, un métal alcalin, un métal alcalinoterreux, un métal de transition, un métal pauvre, un métalloïde ou un lanthanide,
- A et M sont différents l’un de l’autre.
Sachant que A et M sont différents l’un de l’autre, lorsque :
- A est un métal alcalin, il peut être choisi parmi Li, Na, K, Rb, Cs,
- M est un métal alcalin, il peut être choisi parmi Li, Na, K, Rb, Cs,
- A est un métal alcalinoterreux, il peut être choisi parmi Be, Mg, Ca, Sr, Ba,
- M est un métal alcalinoterreux, il peut être choisi parmi Be, Mg, Ca, Sr, Ba,
- A est un métal de transition, il peut être choisi parmi Sc, Ti Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Ta, W, Ir,
- M est un métal de transition, il peut être choisi parmi Sc, Ti Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Ta, W, Ir,
- A est un métal pauvre, il peut être choisi parmi Al, Zn, Ga, In, Sn,
- M est un métal pauvre, il peut être choisi parmi Al, Zn, Ga, In, Sn,
- A est un métalloïde, il peut être choisi parmi B, Si, Ge, Sb,
- M est un métalloïde, il peut être choisi parmi B, Si, Ge, Sb,
- A est un lanthanide, il peut être choisi parmi La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu,
- M est un lanthanide, il peut être choisi parmi La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu.
De préférence, A et M différents l’un de l’autre sont B et/ou Mg.
De préférence, le pigment (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4présente une forme cristallographique monoclinique scheelite à température ambiante.
De préférence, x et y valent 0, c’est-à-dire que le pigment (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4est le Vanadate de Bismuth (BiVO4). Avantageusement, est utilisé un BiVO4de structure cristallographique monoclinique scheelite à température ambiante.
Le Vanadate de Bismuth est un composé inorganique de couleur jaune, de formule BiVO4, largement utilisé pour ses propriétés coloristiques et pour son absence de toxicité. Enregistré dans la base de données Colour Index International en tant que Q. I. Pigment Yellow 184, il est notamment commercialisé par les sociétés Heubach (Vanadur®), BASF (Sicopal®), FERRO (Lysopac) ou encore Bruchsaler Farbenfabrik (Brufasol®).
De préférence, le ou les pigment(s) thermostable(s) est/sont choisi(s) dans le groupe constitué de :
- Pigments jaunes de type rutile de titane,
- Pigments jaunes dérivés du bismuth, par exemple sélectionnés parmi les vanadates de bismuth stabilisés (Py184)
- Pigments rouges, par exemple sélectionnés parmi rouge de pérylène (par exemple PR149, PR178 et PR224), oxyde de fer,
- Pigments orange de type oxyhalogénures de bismuth (PO85),
- Pigments orange de vanadate de bismuth (PO86)
- Pigment orange de zinc étain titane (PO82)
- Pigment orange de sulfure de cérium (PO75; PO78)
- Pigment jaune orangé de type rutile d’antimoine titane chrome (PBr24)
- Pigment jaune orangé de type rutile d’étain et de zinc (Py216)
- Pigment jaune orangé d’oxyde de niobium sulfure étain zinc (Py227)
- Pigment jaune orangé d’oxydes doubles d’étain et de niobium
- Co3(PO4)2
- LiCoPO4
- CoAl2O4
- Cr2O3
- TiO2
- Pigment noir PBk28 (Copper chromite black spinel)
- et leurs mélanges.
Selon un mode de réalisation, la ou les couche(s) (3b) est(sont) continue(s) et recouvre(nt) la totalité de la couche (3a) (voir ).
Selon un autre mode de réalisation, la ou les couche(s) (3b) ne recouvre(nt) pas la totalité de la couche (3a) et forme(nt) au moins un décor (voir ).
Avantageusement, la ou les couche(s) (3b) composent plusieurs décors, l’un (i) comprenant un ou plusieurs pigment(s) thermochrome(s) et l’autre (j) comprenant au moins une composition pigmentaire de référence de température (voir ).
Selon un mode de réalisation, chacun des deux décors (i) et (j) se présente sous forme de motifs adjacents non chevauchants. Par exemple, chaque décor est représenté par des motifs géométriques différents répartis uniformément sur toute la surface et alternés les uns par rapport aux autres (voir Figure 4A).
Selon un autre mode de réalisation, les deux décors (i) et (j) sont partiellement chevauchants. Par exemple, chaque décor est représenté par des motifs géométriques différents répartis uniformément sur toute la surface et partiellement chevauchants (voir Figure 4B).
De préférence, les deux décors (i) et (j) sont chevauchants, soit parce qu’un des deux décors est une couche continue et l’autre décor la recouvre sous forme de motifs, soit parce que les deux décors (i) et (j) se présentent sous forme de motifs chevauchants (voir Figure 4C).
Avantageusement, le ou les paillette(s) est/sont des particules choisies dans le groupe constitué des particules de mica, d’aluminium, de mica enrobé de dioxyde de titane ou leurs mélanges.
Avantageusement, le ou les paillette(s) est/sont des paillettes hologramme c’est-à-dire un mélange de particules magnétisables et de particules non magnétisables.
Selon un mode de réalisation, une partie desdites particules magnétisables est orientée de manière à former un décor tridimensionnel.
Avantageusement, le mélange de particules magnétisables et de particules non magnétisables représente entre 1 % et 5 % en poids du poids de la couche, de préférence entre 2 % et 3 % en poids.
Avantageusement, le pourcentage de particules non magnétisables dans le mélange de particules magnétisables et de particules non magnétisables est compris entre 15 % et 40 % en poids par rapport au poids total du mélange de particules magnétisables et de particules non magnétisables.
Avantageusement, les particules magnétisables présentent une dimension D50 inférieure ou égale à 23 µm.
Par le terme « D50 », on entend, au sens de la présente invention la dimension maximale que présentent 50 % des particules en nombre.
Avantageusement, les particules non magnétisables présentent une dimension D90 comprise entre 20 % et 250 % de la dimension D90 des particules magnétisables.
Par le terme « D90 », on entend, au sens de la présente invention la dimension maximale que présentent 90 % des particules en nombre.
Avantageusement, les particules magnétisables et/ou les particules non magnétisables sont colorées en surface.
Avantageusement, les particules non magnétisables sont constituées de mica, d’aluminium, ou de mica enrobé de dioxyde de titane.
Avantageusement, les particules magnétisables sont constituées de fer, d’oxyde de fer, d’aluminium enrobé de fer, ou de mica enrobé de fer, le fer se présentant sous forme ferritique.
ARCHITECTURES PREFEREES
Avantageusement, l’invention concerne un élément de cuisson revêtu (1) pour article culinaire ou appareil électrique de cuisson, comportant un substrat métallique (2) revêtu sur au moins une face (2a) uniquement par les couches suivantes superposées dans cet ordre à partir du substrat métallique (2) :
(3a) sous-couche dure poreuse constituée d’une ou plusieurs polyétherarylcétones (PEAK) et leurs mélanges, éventuellement de charges, éventuellement moins de 3 % en poids d’additifs par rapport au poids de ladite sous-couche dure et éventuellement moins de 3 % en poids d’agent(s) colorant(s) par rapport au poids de ladite sous-couche dure,
(3b) éventuellement, un ou plusieurs décor(s) comprenant un ou plusieurs agent(s) colorant(s)
(3c) une couche de finition constituée d’une ou plusieurs résine(s) silicone et éventuellement
- d’un ou plusieurs polymère(s) thermoplastique(s), et/ou
- d’une ou plusieurs charge(s), et/ou
- d’un ou plusieurs additif(s).
Typiquement, l’épaisseur moyenne de la sous-couche dure (3a) est comprise entre 20 et 50 µm. Cette moyenne est par exemple la moyenne d’au moins 10 mesures, de préférence 15 mesures, d’épaisseur en 10, respectivement 15, endroits aléatoires.
De préférence, l’agent colorant de la ou des couche(s) intermédiaire(s) (3b) comprend(nent) des pigments et/ou des paillettes, avantageusement hologrammes.
Selon une variante, la ou les couche intermédiaire (3b) est(sont) constituée(s) :
- d’un ou plusieurs agent(s) colorant(s), notamment des pigments et/ou des paillettes, avantageusement hologrammes,
- d’un ou plusieurs polymère(s) thermoplastique(s) avantageusement choisis par les polyamideimide (PAI), polyimide (PI), polyetherimide (PEI), des polybenzymidazole (PBI), polyethersulfone (PES), polyphenylene ether sulfone (PPSU), polyarylether cétone (PAEK), et leurs mélanges,
- de 0 à 10 % de charges,
- de 0 à 20 % d’additifs,
- Optionnellement d’une ou plusieurs résine(s) silicone.
Selon une autre variante, la ou les couche intermédiaire (3b) est(sont) constituée(s) :
- d’un ou plusieurs agent(s) colorant(s), notamment des pigments et/ou des paillettes, avantageusement hologrammes,
- de 0 à 10 % de charges,
- de 0 à 20 % d’additifs,
- d’une ou plusieurs résine(s) silicone, et
- optionnellement d’un ou plusieurs polymère(s) thermoplastique(s) avantageusement choisis par les polyamideimide (PAI), polyimide (PI), polyetherimide (PEI), des polybenzymidazole (PBI), polyethersulfone (PES), polyphenylene ether sulfone (PPSU), polyarylether cétone (PAEK), et leurs mélanges.
Selon une variante particulière, la ou les couche(s) intermédiaire(s) (3b) ne comprend(nent) pas de résine silicone.
Selon une autre variante particulière, la ou les couche intermédiaire (3b) est(sont) constituée(s) :
- d’un ou plusieurs agent(s) colorant(s), notamment des pigments et/ou des paillettes, avantageusement hologrammes,
- d’un ou plusieurs polymère(s) thermoplastique(s) avantageusement choisis par les polyamideimide (PAI), polyimide (PI), polyetherimide (PEI), des polybenzymidazole (PBI), polyethersulfone (PES), polyphenylene ether sulfone (PPSU), polyarylether cétone (PAEK), et leurs mélanges,
- de 0 à 10 % de charges,
- de 0 à 20 % d’additifs,
- d’une ou plusieurs résine(s) silicone.
Selon un mode de réalisation particulier, le revêtement comprend deux couches intermédiaires (3b), dont au moins une couche de décor. Avantageusement, la ou les couche(s) (3b) composent plusieurs décors, l’un (i) comprenant un ou plusieurs pigment(s) thermochrome(s) et l’autre (j) comprenant au moins une composition pigmentaire de référence de température.
Avantageusement, l’épaisseur de la couche (3b) est comprise entre 1 µm et 100 µm, de préférence entre 2 µm et 30 µm, de manière particulièrement préférée entre 3 µm et 10 µm.
De préférence, la ou les couche(s) intermédiaire(s) (3b) recouvre(nt) en partie uniquement la couche de base (3a).
Alternativement, selon un autre mode de réalisation, le revêtement est dépourvu de couche intermédiaire (3b).
Selon un mode de réalisation, la couche de finition (3c) est constituée d’une ou plusieurs résine(s) silicone et éventuellement d’un ou plusieurs polymère(s) thermoplastique(s).
Selon un autre mode de réalisation, la couche de finition (3c) est constituée d’une ou plusieurs résine(s) silicone et d’un ou plusieurs polymère(s) thermoplastique(s).
Avantageusement, l’épaisseur de la couche (3c) est comprise entre 0,05 µm et 100 µm, de préférence entre 0,08 µm et 20 µm, de manière particulièrement préférée entre 0,1 µm et 10 µm.
Dans un mode de réalisation particulier, l’épaisseur moyenne de la sous-couche dure (3a) est comprise entre 20 et 50 µm, l’épaisseur de la couche (3b) est comprise entre 3 µm et 10 µm, et l’épaisseur de la couche (3c) est comprise entre 0,1 µm et 10 µm. L’épaisseur moyenne de la sous-couche dure (3a) est par exemple la moyenne d’au moins 10 mesures, de préférence 15 mesures, d’épaisseur en 10, respectivement 15, endroits aléatoires.
PROCEDE
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un élément de cuisson revêtu (1) selon l’invention comprenant les étapes successives suivantes :
a) une étape de fourniture d’un support (2) métallique, comprenant deux faces opposées ;
b) de manière optionnelle, une étape de traitement de la face (2a) du support (2), pour obtenir une face (2a) traitée favorisant l’adhérence d’une sous-couche dure (3a) sur le support (2) ;
c) une étape de réalisation d’une sous-couche dure (3a) adhérente sur ladite face intérieure (2a) par pulvérisation thermique, sur ladite face intérieure (2a) d’une poudre ou dispersion d’une ou plusieurs polyétherarylcétones (PEAK) et leurs mélanges, éventuellement de charges, éventuellement moins de 3 % en poids d’additifs et éventuellement moins de 3 % en poids d’agent(s) colorant(s) par rapport au poids de ladite sous-couche dure (3a) ;
d) éventuellement séchage et/ou cuisson
e) éventuellement application de la ou des couche(s) (3ab) et/ou d’une ou plusieurs couche(s) intermédiaire(s) (3b) ;
f) application de la couche de finition (3c) ;
g) séchage et/ou cuisson.
La pulvérisation thermique comme son nom l’indique consiste à projeter une poudre ou une dispersion sur la surface.
De préférence, le support (2) métallique à l’étape a) se présente sous forme de disque.
Avantageusement, le procédé selon l’invention ne comprend pas d’autre étape de cuisson que celle de l’étape g).
De préférence, la pulvérisation thermique est une pulvérisation à la flamme (« flamme spray ») ou une pulvérisation dynamique par gaz froid (« cold spray »).
En flamme spray, la projection de fractions de poudre associée à la fonte au moins partielle du matériau polymère non-fluoré explique la discontinuité de la sous-couche dure (3a).
De préférence, le matériau destiné à être pulvérisé est un matériau pulvérulent avec une granulométrie D50 en volume de 5 μm à 60 μm, et de préférence de 10 à 35 µm.
De préférence, en flamme spray, l'étape c) de réalisation de la sous-couche dure (3a) est précédée d'une étape de préchauffage du dit support (2) à basse température. Ce préchauffage est réalisé à une température maximale de 100°C.
De préférence, en cold spray, l’étape c) de réalisation de la sous-couche dure (3a) est précédée d’une étape de préchauffage du dit support (2) entre 150 et 300°C.
De préférence, l’étape de cuisson (g) est réalisée dans un four à une température comprise entre 200°C et 400°C.
Les étapes (f) d’application et (e) d’application de la ou des couche(s) (3ab) peuvent être réalisées par poudrage électrostatique, par pulvérisation spray en phase solvantée ou aqueuse, par sérigraphie, par rouleau ou par impression digitale.
L’étape (e) d’application de la ou des couche(s) intermédiaire(s) (3b) peut être réalisée par tampographie, sérigraphie, jet d’encre, flexographie.
ARTICLE
L’invention concerne également un article culinaire (100) comprenant un élément de cuisson revêtu (1).
Selon un mode de réalisation, l’article culinaire (100) comporte une face de chauffe (6) destinée à être mise en contact avec une source de chauffage extérieure, la face de chauffe (6) étant opposée à la face de cuisson (5) destinée à être mise en contact avec les aliments lors de la cuisson.
Avantageusement, l’article culinaire (100) selon l’invention est choisi dans le groupe constitué de casserole, poêle, poêlons ou caquelons pour fondue ou raclette, fait-tout, wok, sauteuse, crêpière, grill, plancha, marmite, cocotte, cuve de cuiseur ou de machine à pain, moule culinaire.
L’invention concerne également un appareil électrique de cuisson (200) comportant un élément de cuisson revêtu (1) selon l’invention et une source de chauffage (210) configurée pour chauffer ledit élément de cuisson revêtu (1).
Avantageusement, l’appareil électrique de cuisson (200) est choisi dans le groupe constitué de crêpière électrique, appareil électrique à raclette, appareil électrique à fondue, grill électrique, plancha électrique, cuiseur électrique, machine à pain, appareil électrique de cuisson sous pression.
Test de résistance au choc mécanique (choc à la bille) :
Tenue à l’impact du revêtement antiadhésif évaluée au moyen du test d’Erichsen conformément à la norme ISO 6272.
Il s’agit d’un test d’essai au choc par chute d’une bille de 2 kg dont la hauteur de chute est de 50 cm. On utilise pour les essais des plaquettes en aluminium, ou en acier inoxydable le cas échéant, dont l’une des faces est revêtue d’un revêtement bicouche sol-gel conforme à la présente invention. Les plaquettes sont toutes identiques entre elles (en termes d’épaisseur et de nature de l’alliage) afin d’avoir une déformation constante pour tous les essais.
Ce test comprend la réalisation d’un choc directement sur le revêtement sol-gel déposée sur la face revêtue d’une plaquette (test d’embouti intérieur) et un choc sur la face opposée à celle revêtue du revêtement sol-gel d’une autre plaquette (test d’embouti extérieur).
Après la réalisation des chocs, on procède à un examen visuel de la face revêtue du revêtement.
La tenue à l’impact du revêtement est estimée selon l’échelle visuelle suivante, qui est établie d’une part après un choc directement sur le revêtement (test d’embouti intérieur), et d’autre part sur la face opposée à celle revêtue du revêtement (test d’embouti extérieur).
- On attribue la notation 0 si l’on observe :
Pour le test d’embouti intérieur :
Au niveau de l’impact, une complète délamination du revêtement sur toute la surface déformée de la face intérieure qui se manifeste par l’apparition d’une zone « blanche » au niveau de l’impact (correspondant à une portion de surface métallique sans revêtement), se présentant sous forme d’un disque ayant un diamètre de l’ordre de 25 mm.
Pour le test d’embouti extérieur :
Également une complète délamination du revêtement sur une large surface de la face intérieure déformée, qui se manifeste par l’apparition d’une zone « blanche » au niveau de l’impact (correspondant à une portion de surface métallique sans revêtement), cette zone se présentant sous forme d’un disque ayant un diamètre d’au moins 10 mm.
- On attribue la notation 1 si l’on observe :
Pour le test d’embouti intérieur :
Au niveau de l’impact, une délamination quasi complète du revêtement sur une large surface de la face intérieure déformée, cette délamination se manifestant par l’apparition d’une zone presque « blanche » au niveau de l’impact (correspondant à une portion de surface métallique sans revêtement), cette zone se présentant sous forme d’un disque ayant un diamètre de l’ordre de 20 mm.
Pour le test d’embouti extérieur :
Une délamination quasi-complète du revêtement sur une surface moyenne de la face intérieure déformée, qui se manifeste par l’apparition d’une zone « blanche » sans revêtement au niveau de l’impact, se présentant sous forme d’un disque ayant un diamètre de l’ordre de 10 mm.
-On attribue la notation 2 si l’on observe :
Pour le test d’embouti intérieur :
Au niveau de l’impact, une délamination quasi complète du revêtement sur une surface moyenne de la face intérieure revêtue, qui se manifeste par l’apparition d’une zone « blanche » sans revêtement au niveau de l’impact, se présentant sous forme d’un disque ayant un diamètre de l’ordre de 10 mm.
Pour le test d’embouti extérieur :
Au niveau de l’impact une zone blanche sous forme d’un disque de diamètre inférieur à 10 mm, dans lequel sont localisés des éclats larges allant jusqu’à la surface métallique du support, avec une densité relativement élevée d’éclats.
- On attribue la notation 3 si l’on observe :
Pour le test d’embouti intérieur :
Au niveau de l’impact, une zone centrale dans laquelle sont localisés des éclats larges laissant apparaître le métal.
Pour le test d’embouti extérieur :
Au niveau de l’impact, une surface blanche sous forme de disque dont le diamètre est inférieur à 10 mm, et dans lequel sont localisés des éclats fins allant jusqu’au métal avec une densité moyennement élevé.
- On attribue la notation 4 si l’on observe :
Pour le test d’embouti intérieur :
Au niveau de l’impact, une zone sous forme d’un disque de petit diamètre, dans laquelle sont localisés des éclats fins allant jusqu’au métal avec une densité assez faible.
Pour le test d’embouti extérieur quelques piqures allant jusqu’au métal, qui sont localisées au niveau de l’impact.
Enfin, on attribue la notation 5 si l’on observe :
Pour le test d’embouti intérieur :
Au niveau de l’impact, un léger halo un peu plus clair que le revêtement.
Pour le test d’embouti extérieur :
Pas de modifications de l’aspect du revêtement.
Plus la note obtenue est haute, plus la tenue à l’impact du revêtement est bonne.
Le MEB est un équipement polyvalent multifonctionnel qui permet d'obtenir des images de la structure de surface et de la morphologie du matériau avec une résolution de quelques nm et une très grande profondeur de champ ; Il donne également une information chimique qualitative (BSE) et quantitative (EDX, résolution latérale autour de 1 μm).
L'EDX est une technique dans laquelle les rayonnements X générés par l'interaction entre le faisceau d'électrons et l'échantillon sont analysés pour donner une composition élémentaire de l'échantillon. Un spectre EDX comporte des pics qui correspondent aux rayonnements caractéristiques d'un élément spécifique. Une caractérisation chimique quantitative de l'échantillon est déduite du spectre EDX.
La technique d’analyse MEB-EDX permet de coupler une analyse topographique de surface avec un macroscope électronique à balayage (MEB) à une analyse chimique grâce à la spectroscopie de rayons X à dispersion d’énergie (EDX).
Le principe du MEB repose sur la détection des électrons secondaires. Un faisceau d’électrons (dit électrons primaires) rentre en contact avec la surface de l’échantillon. Lors du choc avec les atomes présents en surface, les électrons primaires peuvent céder de l’énergie à des électrons sur les couches supérieures de ces atomes. Ces électrons sont alors éjectés, on parle d’électrons secondaires. L’analyse de ces électrons, qui proviennent des couches de surface, permet d’obtenir des informations sur la topographie. Lorsque les électrons primaires s’entrechoquent avec les atomes, ces derniers peuvent passer à un état excité. En revenant à un état stable, ils émettent des rayons X dont la longueur d’onde est caractéristique de la nature de l’atome. Ainsi, l’analyse de ces rayons X permet d’obtenir des informations sur la nature chimique de l’échantillon.
L’analyse physico-chimique par analyse MEB-EDX de la surface montre également une macroporosité de cette sous-couche PEEK ou PEEK/SiC.
On obtient une couche avec une très forte porosité due à une accumulation de particules de PEEK partiellement fondues.
Le revêtement silicone enduit par spray vient s’imprégner dans la macroporosité de la sous-couche, cela crée après réticulation du réseau sol-gel, un composite, sans besoin de post-traitement (pressage à chaud, etc.).
Le silicone vient s’interpénétrer avec les chaines macromoléculaires du PEEK, éventuellement en présence des charges de carbure de silicium, ce qui crée un réseau dense, présentant d’excellentes propriétés mécaniques du fait de l’ancrage du silicone dans la matrice PEEK ou PEEK/SiC poreuse ( ).
Tests d’évaluation de la porosité par analyse de microtomographie X
La microtomographie aux rayons X, ou microtomographie X, est une puissante technique de contrôle non destructif qui permet de générer une image agrandie d’un échantillon en 3D. Son fonctionnement est basé sur les mêmes principes physiques que le scanner médical, et permet d’accéder à une meilleure résolution spatiale, inférieure au micromètre. Cette technique consiste à acquérir un grand nombre de projections radiographiques d’un échantillon sous de multiples angles pour reconstruire numériquement une cartographie 3D des phases qui composent l’échantillon.
La radiographie aux rayons X ou radiographie X consiste à faire traverser un échantillon par un faisceau de rayons X, et à mesurer la distribution spatiale de l’intensité du faisceau à la sortie de l’échantillon, sur un détecteur.
Différentes sources de rayons X peuvent être utilisées en microtomographie X, notamment les tubes à rayons X et les synchrotrons. Ces deux types de sources présentent des caractéristiques différentes, qui influent sur les acquisitions micro tomographiques.
Pour nos analyses, la source utilisée est le synchrotron, qui, contrairement aux tubes à rayons X, émet un faisceau de rayons X parallèle. L’agrandissement des projections radiographiques est réalisé par le détecteur. Celui-ci intègre un système optique qui peut être ajusté pour sélectionner la taille de pixel désirée. Ainsi, il n’est pas nécessaire de rapprocher l’échantillon de la source pour améliorer la résolution d’acquisition, ce qui permet de s’affranchir des limitations sur l’encombrement des objets, et donne accès à des tailles de pixel inférieures au µm.
Les rayons X utilisés en radiographie sont suffisamment énergétiques pour traverser la plupart des matériaux ; ils sont peu absorbés par les éléments légers et peuvent traverser des épaisseurs importantes de matière. Lorsque qu’un faisceau de rayons X traverse un échantillon, il est affecté par divers mécanismes physiques qui se traduisent par une diminution de son intensité jusqu’à sa sortie de l’échantillon. Cette atténuation est proportionnelle à l’épaisseur et au coefficient d’atténuation des phases traversées. Ainsi, chaque capteur unitaire du détecteur mesure une intensité qui dépend du chemin de matière traversé par le faisceau. Ces mesures d’intensité locales sont ensuite numérisées et converties pour former une image en niveaux de gris, appelée radiographie ou projection radiographique
Les systèmes radiographiques permettent en plus de générer un agrandissement de l’image projetée, de par la géométrie du faisceau émis par la source de rayons X ou via le système de détection.
Les régions de faible densité correspondent aux niveaux de gris faibles (proches du noir) tandis que les régions de forte densité correspondent aux niveaux de gris élevés (proches du blanc). Ces contrastes de niveaux de gris permettent ainsi de distinguer les phases de densités différentes.
La distribution des niveaux de gris dans les données de microtomographie peut être visualisée sur un histogramme. L’histogramme des niveaux de gris fournit notamment des informations sur les fractions volumiques des différentes phases de l’échantillon.
A l’aide d’une pointe de diamant Rockwell de 200 µm de rayon, on applique une charge progressive sur le revêtement, en augmentant la force appliquée de 0 à 20 Newtons. On observe ensuite la trace de la rayure par microscope optique. La valeur de délamination retenue pour le revêtement correspond à la force pour laquelle on observe une cassure nette du film jusqu’au métal. Les paramètres de vitesse d’augmentation de la charge et de vitesse de déplacement de la pointe sont maintenus constants pour tous les essais.
Pour chaque échantillon on réalise 5 scratches, et on retient la moyenne des 5 valeurs de délamination au métal.
Exemple 1 : Sous couche PEEK poreuse + silicone, sur aluminium
Procédure :
- Matières premières
Le PEEK (Poly éther ether cétone) est fabriqué et vendu sous le nom de marque VICTREX VICOTE PEEK® 703 de diamètre D50 25 µm, une température de transition vitreuse de 143°C et une température de fusion de 343°C.
- Matériel : Torche flamme spray Eutectic-Castodyn Castodyn DS8000 avec une buse flamme de référence Eutectic-Castodyn module SSMA40.
- La vitesse de déplacement de la torche est de 150 à 200 mm/s
- Distributeur de poudre double-Sulzer Metco & Débit du mélange de poudre : varie de 2 à 7 g/min
- Epaisseur de la sous-couche : comprise entre 10 à 50 µm
- Gaz propulseur : air comprimé
- Gaz combustible : acétylène varie de 10 à 16 l/ min et pression d’acétylène varie de 0,5 b à 1 b
- Gaz combustible : oxygène varie de 10 à 20,0 l/ min et pression d’oxygène varie de 3 à 5 b
- La température du support pendant l'application de la base dure : égale ou supérieure à la température ambiante (de l'ordre de 20 à 250°C)
- Distance d’application torche – pièce compris entre 10 et 20 cm
- Vitesse de rotation des pièces comprise entre 400 et 800 tr/min
Le procédé de projection thermique par flamme spray ou projection thermique à la flamme est un procédé de fabrication d'un article culinaire, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
a) une étape de fourniture d'un support métallique sous forme de disque, comprenant deux faces opposées ;
b) une étape de mise en forme du dit support pour lui conférer la forme d'une calotte, qui comprend un fond et une paroi latérale s'élevant à partir du fond, et ainsi définir une face intérieure concave adaptée à recevoir des aliments et une face extérieure convexe ;
c) de manière optionnelle, une étape de traitement de la face intérieure du support, pour obtenir une face intérieure traitée favorisant l'adhérence d'une base dure sur le support ;
d) une étape de réalisation d'une base dure adhérente sur ladite face intérieure du support ;
e) une étape de réalisation d'un revêtement sur ladite base dure formée à l'étape d) ;
ledit procédé étant caractérisé en ce que l'étape d) de réalisation de la base dure comprend une pulvérisation thermique, sur ladite face intérieure d'un matériau céramique et/ou polymère se présentant sous forme pulvérulente, de manière à former sur ladite face intérieure de la calotte une couche qui est au moins discontinue, la partie discontinue se présentant sous forme d'une dispersion superficielle partiellement fondue et cristallisée, sensiblement réparties de façon homogène sur ladite face interne intérieure, et en ce que l'étape b) de mise en forme du support est réalisée soit avant l'étape d) de réalisation de la base dure , soit après l'étape e) de réalisation du revêtement céramique.
Le revêtement silicone est appliqué sur la sous couche macroporeuse.
Enfin, le revêtement composite PEEK/silicone est cuit à 250°C durant 45 minutes.
Exemple 2 : Sous couche polymérique PEEK poreuse contenant du carbure de silicium, silicone, sur aluminium
Procédure :
- Matières premières
Le PEEK (Poly éther ether cétone) est fabriqué et vendu sous le nom de marque VICTREX VICOTE PEEK® 703 de diamètre D50 25 µm, une température de transition vitreuse de 143°C et une température de fusion de 343°C.
Le carbure de silicium (nom de marque SIKA ABR I F500) de diamètre D50 =12,8 µm
- Matériel : Torche flamme spray Eutectic-Castodyn Castodyn DS8000 avec une buse flamme de référence Eutectic-Castodyn module SSMA40.
- La vitesse de déplacement de la torche est de 150 à 200 mm/s
- Distributeur de poudre double-Sulzer Metco & Débit du mélange de poudre : varie de 2 à 7 g/min
- Epaisseur de la sous-couche : comprise entre 10 à 50 µm
- Gaz propulseur : air comprimé
- Gaz combustible : acétylène varie de 10 à 16 l/ min et pression d’acétylène varie de 0,5 b à 1b
- Gaz combustible : oxygène varie de 10 à 20,0 l/ min et pression d’oxygène varie de 3 à 5 b
- La température du support pendant l'application de la base dure : égale ou supérieure à la température ambiante (de l'ordre de 20 à 250°C)
- Distance d’application torche – pièce compris entre 10 et 20 cm
- Vitesse de rotation des pièces comprise entre 400 et 800 tr/min
La proportion PEEK/SiC est de 70/30.
Le revêtement silicone est ensuite préparé et appliqué de la même manière que pour l’exemple 1.
La taille moyenne des diamètres équivalents des pores de la sous-couche dure est de 14,9 µm (mesure par microtomographie X dans les 43 µm à partir de la surface métallique).
Exemple 3 : Sous couche polymérique PEEK poreuse contenant du carbure de silicium/Procédé cold spray
Le procédé cold spray permet l’obtention de dépôts homogènes, solides et épais en surfaces de substrats à revêtir. Le principe du cold spray réside dans la projection à haute vitesse de particules de poudres, qui, en restant en collision avec le substrat, vont se déformer physiquement. Un flux de gaz sous pression (de 0,1 à 5MPa) est chauffé (de 25°C à 1 000°C) puis injecté dans une tuyère de type Laval (convergent-divergent). Dans cette tuyère, appelée buse, le gaz est accéléré jusqu’à atteindre des vitesses supersoniques. La poudre est injectée dans le flux de gaz en amont ou en aval de la buse. Le flux de gaz emmène les particules de poudre à haute vitesse jusqu’au substrat. Si leur énergie cinétique est suffisante, les particules, ainsi que le substrat, vont se déformer à l’impact. Sous la déformation les particules vont adhérer au substrat par l’intermédiaire de liaisons mécaniques, et en fonction de leur nature, par liaisons chimiques ou métallurgiques. Les particules suivantes vont s’empiler sur les couches précédentes, formant ainsi un dépôt plus ou moins épais. Les particules projetées restent à l’état solide.
Description appareil du dispositif de projection :
Le cold spray utilisé est un modèle CGT kinetics 3000 couplé à un distributeur de poudre PF4000. La gamme de pression est de 1 à 3MPa et la plage de température de 300 à 500°C.
Le gaz utilisé est de l’azote. Les projections sont réalisées avec une buse type « MOC24 » en carbure de tungstène, avec un diamètre < 1mm, fixée perpendiculairement aux échantillons et maintenue à 80mm des substrats. Une vitesse d’éclairement de 300 mm.s-1 avec un pas de surfaçage de 1 mm.
Une calotte en aluminium d’épaisseur de 45/10ème, est dégraissée puis grenaillée ou sablée avant de suivre un traitement de surface adapté pour éliminer les contaminants organiques. La rugosité a un Ra de l’ordre de 5 µm, l’état de surface a été décrit plus haut. Ce disque est préchauffé à une température de maxi. 260°C et utilisé pour appliquer un mélange de poudres de PEEK et de carbure de silicium en ratio massique 70/30, par un procédé par Cold Spray (Projection dynamique par gaz froid).
Le PEEK (Polyétheréthercétone) est fabriqué et vendu sous le nom de marque VICTREX VICOTE PEEK® 703 de diamètre volumique D50 = 25 µm.
Le procédé thermique par cold spray est utilisé pour obtenir un dépôt discontinu de la poudre ci-dessus et afin de déposer une épaisseur de cette couche de l’ordre de 50 µm.
Ce disque préparé en tant que tel est successivement recouvert d'une couche dure et de couches supérieures sol-gel telles que décrites précédemment.
Après une seule cuisson à 250°C pendant 30 minutes, le revêtement présente une surface légèrement rugueuse au toucher, il ne se fissure pas.
Exemple comparatif : silicone, sans sous couche PEEK, sur aluminium
Dans cet exemple comparatif, il n’y a pas de sous couche polymérique appliquée sur le substrat aluminium sablé, mais directement les mêmes couches silicone que les exemples 1 et 2.
Les procédés de formulation, d’enduction et de cuisson finale sont également inchangés par rapport à l’exemple 1.
Les résultats sont décrits ci-dessous :
| Exemple | Configuration Revêtement | Tenue à l’impact | |
| Embouti intérieur /5 | Embouti extérieur /5 | ||
| 1 | PEEK / silicone | 4/5 | 4/5 |
| 2 | PEEK SiC / silicone | 4/5 | 4/5 |
| Comparatif | silicone | 2/5 | 2/5 |
Claims (28)
- Elément de cuisson revêtu (1) pour article culinaire ou appareil électrique de cuisson, comportant un substrat métallique (2) revêtu sur au moins une face (2a) par au moins les couches suivantes et dans cet ordre à partir du substrat métallique (2) :
(3a) sous-couche dure poreuse constituée d’une ou plusieurs polyétherarylcétones (PEAK) et leurs mélanges, éventuellement de charges, éventuellement moins de 3 % en poids d’additifs par rapport au poids de ladite sous-couche dure et éventuellement moins de 3 % en poids d’agent(s) colorant(s) par rapport au poids de ladite sous-couche dure,
(3b) éventuellement, une ou plusieurs couche(s) intermédiaire(s) constituée(s) d’un ou plusieurs agent(s) colorant(s) et éventuellement- d’une ou plusieurs résine(s) silicone, et/ou
- d’un ou plusieurs polymère(s) thermoplastique(s) et/ou,
- d’une ou plusieurs charge(s), et/ou
- d’un ou plusieurs additif(s)
- d’un ou plusieurs polymère(s) thermoplastique(s), et/ou
- d’une ou plusieurs charge(s), et/ou
- d’un ou plusieurs additif(s), et/ou
- de paillettes.
- Elément de cuisson revêtu (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre moyen équivalent des pores dans la sous-couche dure (3a) est supérieur à 5 µm.
- Elément de cuisson revêtu (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le diamètre moyen équivalent des pores de la sous-couche dure (3a) est supérieure à 8 µm, de préférence supérieur à 10 µm.
- Elément de cuisson revêtu (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre médian équivalent des pores de la sous-couche dure (3a) est supérieur à 6 µm, de préférence supérieur à 7 µm.
- Elément de cuisson revêtu (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par la présence dans la sous-couche dure (3a) de pores présentant un diamètre équivalent des pores supérieure à 30 µm, de préférence au moins 1 % des pores en nombre dans la sous-couche dure (3a) présentent un diamètre équivalent des pores supérieur à 30 µm.
- Elément de cuisson revêtu (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’épaisseur moyenne de la sous-couche dure (3a) est supérieure à 5 µm, de préférence supérieure à 15 µm.
- Elément de cuisson revêtu (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou les polyétherarylcétones représente(nt) plus de 50 % en poids, de préférence plus de 70 % en poids de la sous-couche dure (3a).
- Elément de cuisson revêtu (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la ou les polyétherarylcétones représente(nt) plus de 97 % en poids de la sous-couche dure (3a), le reste étant éventuellement complété jusqu’à 100 % par des additifs.
- Elément de cuisson revêtu (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les charges représentent plus de 20 % en poids, de préférence plus de 30 % en poids de la sous-couche dure (3a).
- Elément de cuisson revêtu (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sous-couche dure (3a) présente une rugosité de surface Ra comprise entre 5 μm et 100 μm.
- Elément de cuisson revêtu (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la polyétherarylcétone de ladite sous-couche dure (3a) est du PEEK.
- Elément de cuisson revêtu (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la ou les résine(s) silicone est/sont choisie(s) dans le groupe constitué de résines méthyl silicones et/ou phényl silicones et/ou méthyl-phényl-silicones, résine silicone-polyester (copolymères), résine méthyl-phényl-silicones polyester (copolymères), résine silicone-alkyde (copolymères), résine silicone modifiée et leurs mélanges.
- Elément de cuisson revêtu (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la ou les charge(s) est/sont choisie(s) dans le groupe constitué de charges céramique et/ou minérales et/ou métalliques et/ou silices hydrophobes et/ou particules de diamant.
- Elément de cuisson revêtu (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le ou les polymère(s) thermoplastique(s) est/sont choisi(s) dans le groupe constitué de polyethersulfone (PES), polyphenylene ether sulfone (PPSU), polyamideimide (PAI), polyimide (PI), polyetherimide (PEI), des polybenzymidazole (PBI), polymères à cristaux liquides (LCP), sulfure de polyphenylene (PPS), polyarylether cétone (PAEK) dont polyether cétone (PEK), polyether ether cétone (PEEK), polyether cétone cétone (PEKK), polyether ether cétone cétone (PEEKK), polyether cétone ether cétone cétone (PEKEKK) et leurs mélanges.
- Elément de cuisson revêtu (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le ou les agent(s) colorant(s) est/sont choisi(s) dans le groupe constitué de pigments thermochromes, pigments thermostables, paillettes, de préférence paillettes hologramme, et leurs mélanges.
- Elément de cuisson revêtu (1) selon la revendication 15 caractérisé en ce que le ou les pigment(s) thermochrome(s) est/sont choisi(s) dans le groupe constitué de Bi2O3, Fe2O3, V2O5, WO3, CeO2, In2O3, Y1,84Ca0,16Ti1,84V0,16O1,84, AgI, (Bi1-xAx)(V1-yMy)O4avec
- x est égal à 0 ou x est compris de 0,001 à 0,999,
- y est égal à 0 ou y est compris de 0,001 à 0,999,
- A et M sont choisis dans le groupe constitué de l’azote, le phosphore, un métal alcalin, un métal alcalinoterreux, un métal de transition, un métal pauvre, un métalloïde ou un lanthanide,
- A et M sont différents l’un de l’autre.
- Elément de cuisson revêtu (1) selon la revendication 15 ou 16 caractérisé en ce que le ou les pigment(s) thermostable(s) est/sont choisi(s) dans le groupe constitué de :
- Pigment jaune de type rutile de titane,
- Pigment jaune dérivé du bismuth, par exemple sélectionné parmi les vanadates de bismuth stabilisés (Py184)
- Pigment rouge, par exemple sélectionné parmi rouge de pérylène, oxyde de fer,
- Pigment orange de type oxyhalogénures de bismuth (PO85),
- Pigment orange de vanadate de bismuth (PO86)
- Pigment orange de zinc étain titane (PO82)
- Pigment orange de sulfure de cérium (PO75; PO78)
- Pigment jaune orangé de type rutile d’antimoine titane chrome (PBr24)
- Pigment jaune orangé de type rutile d’étain et de zinc (Py216)
- Pigment jaune orangé d’oxyde de niobium sulfure étain zinc (Py227)
- Pigment jaune orangé d’oxydes doubles d’étain et de niobium
- Co3(PO4)2
- LiCoPO4
- CoAl2O4
- Cr2O3
- TiO2
- Pigment noir PBk28 (Copper chromite black spinel)
- et leurs mélanges. - Elément de cuisson revêtu (1) selon l’une quelconque des revendications 15 à 17 caractérisé en ce que le ou les paillette(s) hologramme est/sont un mélange de particules magnétisables et de particules non magnétisables.
- Elément de cuisson revêtu (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit substrat métallique (2) est un substrat en aluminium, en acier inoxydable, en fonte de fer ou d’aluminium, en fer, en titane ou en cuivre.
- Elément de cuisson revêtu (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la proportion de résine silicone dans la couche (3c) est supérieure ou égale à 20 % en poids par rapport au poids total de la couche (3c).
- Elément de cuisson revêtu (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la couche (3c) comprend un ou plusieurs polymère(s) thermoplastique(s), la proportion de polymère(s) thermoplastique(s) dans la couche (3c) étant inférieure à 50 %, de préférence à 40 %.
- Elément de cuisson revêtu (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la proportion de charges la proportion de charges dans la couche (3c) est inférieure à 10% en poids par rapport au poids total de ladite couche.
- Procédé de fabrication d’un élément de cuisson revêtu (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant les étapes successives suivantes :
a) une étape de fourniture d’un support (2) métallique, comprenant deux faces opposées ;
b) de manière optionnelle, une étape de traitement de la face (2a) du support (2), pour obtenir une face (2a) traitée favorisant l’adhérence d’une sous-couche dure (3a) sur le support (2) ;
c) une étape de réalisation d’une sous-couche dure (3a) adhérente sur ladite face intérieure (2a) par pulvérisation thermique, sur ladite face intérieure (2a) d’une poudre ou dispersion d’une ou plusieurs polyétherarylcétones (PEAK) et leurs mélanges, éventuellement de charges, éventuellement moins de 3 % en poids d’additifs et éventuellement moins de 3 % en poids d’agent(s) colorant(s) par rapport au poids de ladite sous-couche dure (3a) ;
d) éventuellement séchage et/ou cuisson
e) éventuellement application de la ou des couche(s) (3ab) et/ou d’une ou plusieurs couche(s) intermédiaire(s) (3b) ;
f) application de la couche de finition (3c) ;
g) séchage et/ou cuisson. - Article culinaire (100) comprenant un élément de cuisson revêtu (1) conforme à l’une quelconque des revendications 1 à 22.
- Article culinaire (100) selon la revendication 24 caractérisé en ce qu’il comporte une face de chauffe (6) destinée à être mise en contact avec une source de chauffage extérieure, la face de chauffe (6) étant opposée à la face de cuisson (5) destinée à être mise en contact avec les aliments lors de la cuisson.
- Article culinaire (100) selon l’une des revendications 24 ou 25 choisi dans le groupe constitué de casserole, poêle, poêlons ou caquelons pour fondue ou raclette, fait-tout, wok, sauteuse, crêpière, grill, plancha, marmite, cocotte, cuve de cuiseur ou de machine à pain, moule culinaire.
- Appareil électrique de cuisson (200) comportant un élément de cuisson revêtu (1) et une source de chauffage (210) configurée pour chauffer ledit élément de cuisson revêtu (1), caractérisé en ce que ledit élément de cuisson revêtu (1) est conforme à l’une des revendications 1 à 22.
- Appareil électrique de cuisson (200) selon la revendication 27, choisi dans le groupe constitué de crêpière électrique, appareil électrique à raclette, appareil électrique à fondue, grill électrique, plancha électrique, cuiseur électrique, machine à pain, appareil électrique de cuisson sous pression.
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