Brevet FR2306246A1 — publié le 19761029

L'invention a pour objet un produit tel qu'un enduit ou une peinture, d'un type nouveau, utilisable pour la finition, la protection, la décoration des surfaces. On sait que lorsqu'unie surface ne peut pas autre laissée à ltétat nu , pour des raisons d'esthétique aussi bien que pour des raisons de protection contre la corrosion ou contre d'autres attagues analogues, on utilise pour recouvrir cette surface des produits que l'on peut classer, d'une façon très générale, en deux grandes catégories : les enduits et les peintures. Pour les distinguer, on peut admettre que les enduits sont des produits plutat pâteux quand ils sont prêts à l'emploi tandis que les peintures sont des produits plutôt liquides. Avec l'évolution qui a eu lieu dans ce domaine au cours des dernières années, cette distinction n'a plus rien d'absolu; certains enduits ont une consistance assez liquide pour pouvoir titre appliqués non plus obligatoirement au couteau mais au moyen d'un rouleau et les peintures présentées sous forme de gel thixotropique ont une apparence voisine de celle des enduits et sont également applicables au rouleau. La limite entre les deux produits étant assez difficile à définir, au moins en ce qui concerne leur consistance, leur apparence, leur mode d'application, on les considèrera au cours des explications qui suivent, par commodité, comme une famille plus générale, celle d'un produit pour couche superficielle rapportée au couteau, à la brosse ou au rouleau, sur une surface pour la protéger et/ou la décorer. C'est ce produit qui est concerné par l'invention. On admettra aussi que l'on emploie ici le mot peinture pour désigner tout produit, qui n'est pas forcément coloré, que l'on applique sur une surface pour la protéger par une couche superficielle, tel que les vernis, les laques, etc... qui sont également concernés par l'invention. Selon l'invention, un produit pour couche superficielle rapportée comme défini ci-dessus contient une proportion notable, en poids ou en volume, de billes creuses en matière dure et inerte ayant une densité apparente allant de 0,15-à 0,50 environ et une granulométrie allant de 5 à 50 nicrons environ. On comprendra aisément qu'il n'est pas facile de fixer la proportion précise des billes creuses dans le produit considéré. Cette proportion varie selon l'emploi précis auquel est destiné le produit; elle varie aussi selon le degré des qua- lités nouvelles (que l'on expliquera plus loin en détail) auquel on désire parvenir; elle varie encore selon que le produit est simple, c'est-à-dire ne comprenant qu'un nombre limité de composants, ou complexe, c'est-à-dire contenant de nombreux adjuvants utilisés pour en régler diverses propriétés comme le pouvoir mouillant, le pouvoir dispersant, les qualités rhéologiques, l'effet antimousse, l'effet fongicide, etc... La présence de ces adjuvants modifie la proportion relative des billes creuses dans le produit. Cependant, pour parvenir à un effet constatablede la présence des billes dans le produit de l'invention, on peut dire que leur proportion doit être au moins de 20% environ et que, pour ne pas risquer de nuire à la tenue même du produit, leur proportion ne doit pas dépasser 6O'/c environ. Comme il est habituel d'exprimer les proportions en poids pour les enduits et assez courant de les indiquer en volume pour les peintures, on admettra que les chiffres donnés ci-dessus sont à prendre en poids ou en volume selon le cas. Quand on emploie l'expression "dure et inerte" pour Qualifier la matière qui constitue les billes creuses, on veut dire que ces dernières ne s'écrasent pas et mine ne se déforment pas sous un effort qui est au moins égal à la pression d'application au couteau d'un enduit sur une surface. On veut dire aussi que cette matière n'est pas attaquée par les autres composants, notamment les solvants, du produit et qu'elle n'a substantiellenent aucun pouvoir d'absorption physique vis-à-vis des composants d'un enduit ou d'une peinture. Il est avantageux, selon un mode particulier de réalisation d'un produit conforme à l'invention, de choisir une matière dont l'inertie est élevée, même à une température de plusieurs centaines de degrés celsius (OC), de sorte que cette matière peut être qualifiée d'inerte au feu, ou de réfractaire ou d'incombustible. Une matière qui convient pour la préparation d'un produit conforme à l'invention est le verre. Toutefois, d'autres matières peuvent être enployées comme la céramique, la lave, certaines matières synthétiques comme la bakélite, lorsqu'elles sont mises sous forme de billes creuses ayant la densité apparente et la granulométrie définies plus haut. Bien entendu, avec des billes creuses en baîélite, par exemple, on n'obtint pas, comme avec le verre, le mme avantage de résistance au feu du produit, mais ceci n'est qu'un des avantages apportés par l'invention qu'il n'est pas toujours nécessaire d'obtenir. entant donné que les billes creuses en verre, telles qu'elles sont prévues par l'invention, sont disponibles dans le commerce et qu'elles permettent d'atteindre le maximum des qualités nouvelles du produit de l'invention, on raisonnera dans ce qui suit sur un produit-enduit ou peinture - conforme à l'invention comprenant des billes creuses en verre. On peut objecter, contre l'invention, que lton connaSt déjà des peintures auxquelles sont incorporées des billes en verre. Ces peintures sont des peintures de signalisation à pouvoir réfléchissant accru, principalement avec un effet de catadioptre, c'est-à-dire renvoyant une fraction importante de la lumière réfléchie en direction de la source émettrice telle que les phares d'un véhicule. Cet effet ne peut être obtenu qu'au moyen de billes pleines dont le diamètre doit titre de l'ordre de plusieurs millimètres; naturellement, ces billes ont une densité voisine de celle du verre qui est de 2,2 environ. De plus, dans les peintures de signalisation, les billes pleines en verre constituent une sorte d'adjuvant qui est ajoùté en vue d'un résultat particulier à une peinture dont la composition est classique pour ce qui est des autres composants. Dans le produit de l'invention, au contraire, les billes creuses entrent dans la composition du produit en remplacement des autres matières servant de charges. Bien entendu, il est toujours possible d'ajouter une charge classique (carbonate de calcium, kaolin, baryte, etc...) à un produit de l'invention nais un des caractères remarquables de l'invention est que les billes creuses sont substituées à une fraction substantielle et, dans certains cas, à la totalité des charges classiques. Cette substitution se fait généralement sur la base de l'extrait sec, en quantité égale en poids ou en volume. De plus, les billes creuses de l'invention sont considérablement plus légères et plus petites que les billes en verre des peintures de signalisation. À l'intérieur de la gamme donnée plus haut, de 0,15 à 0,50 environ pour la densité apparente, il est préférable, le plus souvent, de se tenir dans la bande allant de 0,30 à 0,40 et, pour la granulométrie, à l'= térieur de la gamme de 5 à 50 microns, la bande de 10 à 20 microns est souvent préférable. Du fait de leur nature et de leurs dimensions, les billes creuses contenues dans une peinture selon l'invention n'ont aucun effet réfléchissant de catadioptre; au contraire elles dispersent la lumière qui n'y pénètre pas facilement et elles la diffusent dans toutes les directions. Ainsi, une peinture selon l'invention a un pouvoir opacifiant élevé. Cette qualité est si remarquable qu'il est possible de remplacer toute charge opacifiante, comme l'oxyde de titane, par des billes creuses de l'invention, par exemple à volume égal sur la base de l'extrait sec. Ceci apporte une économie certaine étant donné le coût de l'oxyde de titane. L'invention apporte un autre avantage plus important. Les matières utilisées habituellement comme charges ont un prix plus faible que l'oxyde de titane et même que les billes creuses mais elles ont aussi une densité élevée. Il en résulte qu'un enduit classique a un poids spécifique de 2,8 à 3 lcg/l; un enduit de composition plus récente à base de matière plastique a un poids spécifique de 1,4 à 1,5 kg/l tandis que pour une peinture classique ce poids est de 1,2 à 1,8 g/l. En remplaçant, sinon totalement du moins substantiellenent, les charges classiques par des billes creuses dans un produit conforme à l'invention, on parvient à un poids spécifique beaucoup plus faible, de 0,6 à 0,7 kg/l environ pour une peinture et de 0,7 à 0,9 kg/l environ pour un enduit. Il est évident qu'un tel abaissement du poids spécifique conduit à une grande économie sur le coût du transport. L'invention apporte encore un autre avantage dont les conséquences sont considérables. Pour préparer une surface en vue d'y déposer une peinture laquée ou brillante (et même s'il s'agit d'une peinture mate) il est habituel d'y appliquer un enduit ayant une épaisseur totale de 150 à 200 microns, nécessaire à la disparition de toutes les aspérités. Âvec un enduit classique, cette application se fait en deux couches; la première couche est faite généralement à l'aide d'un enduit à granulométrie plus grossière, qui remplit bien les grosses anfractuosités de la surface à couvrir mais qui ne se lisse pas facilement et ne donne pas un bon état de surface; la deuxième couche est appliquée après séchage et un premier ponçage sommaire de la première couche, à l'aide d'un enduit à granulométrie plus fine, qui se lisse plus facilement et qui donne une surface dure plus facile à poncer finement.L'emploi de deux couches différentes d'enduit est rendu nécessaire aussi, en plus des raisons que l'on vient de donner, par le retrait et la fissuration de la première couche pendant son séchage. Ceci découle, entre autres choses, de la teneur en extrait sec qui, dans un enduit classique pesant 2,8 kg/l, ne dépasse pas 65% en volume, alors que, dans un enduit selon l'invention ayant un poids spécifique de 0,750 Bd/1, l'extrait sec peut atteindre 76% en volume. Dans un produit conforme à l'invention, les billes creuses en matière dure et inerte n'absorbent rien des autres composants (solvant-liant-colorant éventuellement). De plus, les billes ont un r81e mécanique qui facilite grandement l'application au couteau ainsi qu'au rouleau, en particulier l'étalement et le lissage. Ceci permet d'étendre en une seule fois une couche de 150 à 200 microns d'épaisseur qui, s'étalant et se lissant facilement, remplit bien toutes les anfractuosités et donne un état de surface bien lisse, sans faire courir le risque d'un retrait gênant ou d'une fissuration pendant le séchage.En outre, comme l'enduit de l'invention se prote de lui-m8me au lissage gr ce à la présence des billes, l'application d'une unique couche (à la place de deux couches d'un enduit classique) se fait plus rapidement - avec une réduction de 30 à 50% du temps habituel - que l'axlication d'une couche d'un enduit classique. Par ailleurs, étant donné les densités mentionnées précédemment, la consommation en poids, pour une ê e épaisseur déposée, est de 4 à 5 fois plus faible avec un enduit de l'invention. Il paraît inutile d'insister sur l'économie importante, et inattendue par son importance même, qui est permise par l'invention, au niveau de l'utilisation du produit. L'invention apporte encore un avantage supplémentaire. Comme on l'a dit plus haut, les enduits classiques contiennent une quantlté relativement importante de liant. Il est donc usuel d'employeur des liants plumet économiques, de nature minérale, par exemple du plâtre ou une matière analogue, qui peut être appelé hydraulique. Du fait que le produit de l'invention contient nettement moins de liant, on peut adopter un liant plus coûteux, de nature organique, par exemple une résine acrylique en émulsion dans l'aau. Un tel liant a une qualité bien meilleure que celle des liants habituels et, surtout, il rend possible l'usage de l'enduit de l'invention sur des surfaces, comme le béton par exemple où la résine acrylique élimine le risque de saponifica- tion. Par conséquent, un produit conforme à l'invention a une universalité d'emploi étendue, largement plus grande que celle des enduits classiques, et il assure en plus un résultat de meilleure qualité. L'invention a encore d'autres conséquences avantagez ses. Ainsi qu'on l'a expliqué précédemment, les enduits classiques contiennent une quantité plutôt grande de charges minérales qui ont des propriétés absorbantes vis-à-vis de certains des composants de la peinture. Il en résulte que la premi ère couche de peinture appliquée sur un enduit classique a rarement une apparence superficielle satisfaisante. Les charges de l'enduit sous-jacent absorbent partiellement, de façon variable et inégalement répartie, certains composants de la peinture; l'aspect de celle-ci ~principalement quand il stagit d'une peinture brillante- est variable selon les endroits (phénomène dit de ltembu). L'application d'une deuxième couche est donc nécessaire. Au contraire, un enduit conforme à l'invention ne contient que peu, ou ne contient pas du tout, de charge classique, qui est remplacée par les billes creuses Inertes. Ces dernières n'absorbent rien des composants de la peinture; le phénomène de l'embu ne se produit pas. On peut donc se contenter d'une seule couche de peinture, sur un enduit de l'invention, quand des impératifs de résistance mécanique au frottement ou de résistance à la corrosion n'imposent pas l'application de plusieurs couches. En outre, quand la peinture est elle-meme conforme à l'invention, on a l'avantage des mêmes qualités déjà dites plus haut: facilité d'étalement, facilité du lissage, bon pouvoir opacifiant. L'application, limitée à une seule couche, est plus facile et plus rapide que s'il s'agissait d'une peinture classique et le résultat final est meilleur. Il convient de remarguer ici que le pourcentage élevé d'extrait sec, constitué par des billes dures dans une peinture conforme à l'invention, confère à celle-ci une résistance à l'usure ou à l'abrasion nettement plus élevée que le pourcentage plus faible d'extrait sec constitué par des charges minérales classiques à base de carbonate, de kaolin, etc... Une couche unique de peinture selon l'invention est donc suffisante m8me au point de vue de la résistance à l'usure, en remplacement de deux couches de peinture classique, quand cette qualité n'est pas le critère à satisfaire en premier lieu. Etant donné que les billes prévues par l'invention comme charge unique ou principale du produit de l'invention sont creuses, le produit enduit ou peinture) a une qualité d'isolation thermique et phonique supérieure à celle des produits classiques. De plus, quand on emploie des billes creuses inertes à température élevée comme c'est le cas des billes creuses en verre, du fait que le produit a une teneur inportante en extrait sec, c'est-à-dire en billes creuses en verre, le produit déposé sur une surface est pratiquement incombustible. Autrement dit sans qu'il soit besoin d'adjonctions spéciales, le produit de l'invention a les qualités des peintures ignifuges. Il est clair qu'il est pratiquement impossible de donner la composition complète du produit de l'invention car il est susceptible d'être préparé selon d'innombrables variantes, comme enduit et comme peinture, selon les usages divers aw=nuels il peut être destiné. Néanmoins, pour fixer les idées et mieux faire conprendre l'invention, on donnera maintenant des exemples de composition d'un enduit et d'une peinture conformes à l'invention. La composition de base d'un enduit selon l'invention peut autre la suivante en poids - phase liquide de suspension (eau) 40 % environ - liant 10 % environ (émulsion styrène acrylique) - billes creuses en verre 50 environ Si les billes facilitent, de façon mécanique, l'étalement, le lissage et le ponçage du produit, elles risquent aussi, pour la meme raison, d'entre assez facilement arrachées et déchaussées du liant. Il est donc recommandé d'ajouter à cette composition de base un agent mouillant actif vis à vis du verre, grâce auquel les billes sont mieux enveloppées par l'émulsion et mieux retenues par le liant. A la formule ci-dessus on peut ajouter un agent mouillant de nature anionique -agent mouillant 0,1 % environ Afin de donner à cet enduit un peu plus de corps et de consistance, il peut être souhaitable d'y ajouter une argile, par exemple de la bentonite, telle que celle connue dans le commerce de qualité spéciale pour phase aqueuse. A la formule, on ajoute alors - bentonite 0,5 o environ Un enduit ainsi préparé convient pour toutes les surfaces. Cependant, il n'a pas, poussées à leur degré extrême, toutes les qualités que les applicateurs exigent maintenant des produits actuels, pour emploi en toutes circonstances. La composition complète d'un tel enduit, conforme à l'invention, peut, par exemple, autre la suivante - phase liquide de suspension (eau) 30 environ - liant (émulsion styrène acrylique) 9 % environ - Billes creuses en verre 37 % environ - agent mouillant anionique 0,1p environ - bentonite 0,5 environ - charges complémentaires . carbonate de calcium 15 % environ . oxyde de titane 2,'g- environ - résine glycérophtalique 3 9 environ - adjuvants rhéologiques divers de nature minérale ou organique 1, 6% environ - adjuvants spéciaux . agent fongicide 0,2; environ agent antimousse 0,2;; environ . agent dispersant 0,15% environ . solvant 0,05% environ NH4OH (pour la basicité) 0,05% environ . agent de coalescence 0,5% environ On remarquera que, dans une formule aussi complexe, les billes creuses en verre constituent la charge la plus importante et représentent 37% du produit. Dans une formule moins riche, leur pourcentage prend, relativement, une importance plus grande. On donnera maintenant un exemple de composition de base d'une peinture conforme à l'invention : en volume - phase liquide de suspension solvant (White Spirit) ou eau) 15 à 20% environ - liant (résine acrylique ou glycéro phtalique ou acétate de viny le) 40 à 55% environ - billes creuses en verre 40% environ - pigment (selon les besoins). Comme pour l'enduite, on peut enricnir cette formule de base par l'adjonction de nombreux autres corps à titre de charges complémentaires ou d'adjuvants à ralles spéciaux mais, de toute façon, les billes creuses resteront dans une proportion de 30 à 40%, la charge principale de la peinture. REVENDICADIONS 1. Produit pour couche superficielle rapportée sur une surface contenant au moins une phase liquide de suspension, un liant, une charge, un pigment si nécessaire, caractérisé en ce que la charge est constituée substantiellement par des billes creuses en matière dure et inerte, ces billes ayant une densité apparente de 0,15 à 0,50 environ et une granulométrie allant de 5 à 50 microns environ. 2. Produit selon la revendication a caractérisé en ce que les billes creuses en matière dure et inerte sont incorporées au produit en proportion allant de 2O5o' environ à 60% environ, en poids pour un enduit, en volume pour une peinture. 3. Produit selon la revendication 2 caractérisé en ce que les billes creuses en matière dure et inerte sont en matière ayant une inertie physique et chimique à une température de plusieurs centaines de degrés Celsius. 4. Produit selon la revendication 3, caractérisé en ce que les billes creuses en matière dure et inerte sont en verre. 5. Produit selon la revendication 4 caractérisé en ce que les billes creuses en verre ont une densité apparente, allant de 0,30 à 0,40 environ et une granulométrie allant de 10 à 20 microns environ. 6. Produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les composants autres que la charge en billes creuses sont les composants constitutifs d'un enduit. 7. Produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les composants autres que la charge en billes creuses sont les composants constitutifs d'une peinture.