Brevet FR2501706A1 — publié le 19820917

2'50 1706 1. La présente invention concerne une laque ou un émail, du type comprenant un liant de laque et de préféren- ce un solvant, un pigment et/ou des charges ou additifs usuels. La présente invention concerne également un procé- dé de revêtement d'articles avec cette laque, et plus par- ticulièrement, d'émaillage de ces articles avec cette la- que, ainsi que les articles conformés revêtus de cette fa- çon. Lesdits articles peuvent être des produits finaux ou des produits intermédiaires. Selon les emplois envisagés, les laques comportent différents liants qui présentent, à des degrés divers,des avantages ou des inconvénients spécifiques vis-à-vis des caractéristiques de tenue mécanique, de liaison ou d'adhé- rence, de flexibilité, de dureté ou de travaillabilité.Ces propriétés physiques prennent une importance notable pour les laqẻs émaillables ou vernis-émaux qui, après la cuis- son d'émaillage, doivent subir, avec le matériau sur le- quel ils sont apposés, au moins encore une déformation par- fois importante. Ce type de produits concerne notamment ceux désignés dans la technique "vernis coil-coating", c'est-à-dire apposés et durcis sur des bandes enroulées sur des bobines. 250 1706 2. Les laques ou vernis connus présentent les uns par rapport aux autres des propriétés différentes, plus ou moins bonnes, limitant directement ou indirectement leurs utilisations. On relèvera ainsi des laques présentant une bonne tenue aux intempéries mais de faible qualités de déformabilité, ou des revêtements offrant une excellen- te protection contre la corrosion mais une faible tenue aux intempéries. A titre d'exemple de telles laques on peut citer notamment les laques alkyde-mélamine ou les la- ques à base d'acrylates, de polyesters, de polyuréthanes, de mélange de plastisol et de chlorure de polyvinyle, no- tamment. On connaît par ailleurs des additifs suscepti- bles de conférer aux vernis ou aux laques des propriétés déterminées. On peut citer ainsi, par exemple, l'addition dans les laques d'agents débrillanteurs pour conférer au laquage final un aspect mat. Il demeure toutefois à l'heure actuelle un besoin marqué d'une laque ou d'un vernis et d'un procédé de revêtement ou d'émaillage d'articles permettant d'obtenir un revêtement réunissant toutes les propriétés suivantes a. une bonne tenue aux rayons U.V., b. une bonne dureté (déterminée par exemple par la dureté au crayon), c. une bonne adhérence aux métaux et aux sous- couches de base, d. une bonne résistance à l'érosion, e. la non-limitation des possibilités de tein- ture ou de pigmentation, f. des faibles attirance et rétention de la saleté, g. un bon aspect, et h. un prix par mètre carré non prohibitif. De plus, pour les articles qui doivent, après revêtement, être encore déformés, le revêtement doit en outre offrir une excellente flexibilité ou pliabilité. De telles laques, indépendamment du type en ce qui concerne les mécanismes de séchage ou de durcissement, 2 5 0 1 7 0 6 3. doivent présenter une grande versatilité pour en permettre l'utilisation dans de très différents domaines, et notam- ment pour le revêtement -d'articles qui pourront se trouver exposés aux intempéries, à la lumière du soleil ou à toutes autres influences de l'environnement. On se référera à ce type de produits utilisés structurellement ou en revêtement de bâtiments ou d'édifices, par exemple pour le revêtement de toits ou de façades, la réalisation de stores externes, de rideaux roulants, ou encore dans les véhicules automobi- les. Ces produits sont souvent constitués par lami- nage de bandes métalliques émaillables qui, après être dévidées de bobines de stockage sont revêtues et séchées en continu, puis conformées ensuite aux formes et dimen- sions requises. On comprendra que la moindre déformation notamment des déformations importantes telles que des pliu- res de l'ordre de 180ûC, imposent au revêtement de laque des caractéristiques particulières de pliabilité et de tenue en adhérence sans toutefois que les autres propriétés s'en trouvent diminuées ou supprimées. Du fait qu'au niveau des rayons de pliure la couche de laque est étirée et s'aminçit et que l'usure ou l'érosion apparaisse le plus souvent au niveau de ces ra- yons de courbure, la résistance à l'usure des laques est un paramètre prépondérant dans nombre d'utilisations. Jusqu'à présent on choisissait le plus souvent une laque pour qu'elle présente concomitamment des carac- téristiques suffisantes de dureté, d'adhérence au substrat sous-jacent et de pliabilité. Pour l'obtention d'une ré- sistance relativement bonne à l'usure,on peut adjoindre à la laque une cire qui,lors des phases de durcissement ou de séchage,coule et flotte sur la surface supérieure de l'ar- ticle laqué pour finalement obtenir un revêtement externe de cire de ce dernier. On peut également aménager à poste- riori sur l'article laqué un revêtement de cire. Cette technique permet de répondre dans une certaine mesure aux exigences susmentionnées. Toutefois, la couche de recouvre- 6. 2501706 liant finalement formée sur ltarticle. Il s'en suit que les effets d'usure ou d'érosion intéresseront en premier lieu les particules les plus externes des particules fai- sant saillie par rapport à cette couche, de sorte que la couche de laque proprement dite se trouve sauvegardée. De cette façon, on peut obtenir avec un liant à peu près arbitraire un revêtement présentant une bonne résistance à l'usure. Le liant doit bien entendu être choisi de façon que les particules de matériau plastique dispersées dans la laque liquide soient convenablement mouillées pour qu'el- les demeurent en suspension et que le liant adhère parfai- tement à ces particules après les phases de séchage ou de durcissage. En pratique, c'est ce qui se produit systématiquement avec la majorité des liants, de sorte que cette caractéristique n'apporte pratiquement aucune limi- tation pour la mise en oeuvre de la présente invention.Le polyester se révèle toutefois un liant particulièrement approprié à cet usage. La demanderesse a établi, après de nombreux essais, que la laque ou le vernis pouvait être mis en pla- ce soit par la technique de séchage à l'air soit par la technique d'émaillage, avec cuisson dans un four, sans que les caractéristiques susmentionnées, propres à la présente invention, s'en trouvent modifiées. Comme la quantité de particules dans la laque peut être importante, il est possible de garnir complète- ment ou d'occuper la surface supérieure de la couche de laque avec ces particules. Il s'en suit une résistance notablement améliorée aux éraflures. La résistance aux éraflures demeure notablement améliorée, même avec un taux de garnissage réduit de la.surface supérieure de la couche de laque. En pliant des tôles revêtues d'une laque selon la présente invention, on a constaté que la flexibilité du revêtement était considérablement améliorée par rapport à des tôles revêtues d'une laque de composition identique 250 1706 8. ficielles des particules, une réduction souvent souhaitable du coefficient de friction de l'émail. Selon un autre mode de réalisation particulier de l'invention, la cuisson est menée à une température et pendant une durée telles que les parties des particules faisant saillie hors de la couche de laque proprement dite se répandent ou coulent sous l'effet d'une fusion contrôlée pour que ces parties en saillie prennent sensiblement la forme de têtes de clous aplaties, les bords de la tête venant porter en appui sur le liant sous-jacent en recou- vrant au moins partiellement la couche de liant. Lorsque la laque est destinée à être utilisée en extérieur, c'est-à-dire o elle peut être soumise aux agressions atmosphériques, il s'avère intéressant d'utiliser des particules de matériau plastique qui contiennent un sta- bilisateur anti U.V. connu en soi. Ce stabilisateur protège ainsi non seulement les particules de matériau plastique, mais également la couche de laque proprement dite sous- jacente contre les effets des rayons ultraviolets, en aug- mentant ainsi considérablement la durée de vie de la couche de laque ou d'émail, Dans ces modes de réalisation, la cou- che de laque ainsi obtenue résiste de façon remarquable aux intempéries et à l'usure tout en présentant un très faible pouvoir adhérent vis-à-vis de la saleté. Dans les deux dernières approches évoquées ci- dessus, en particulier dans la technique d'émaillage dite du "coil coating", on recommandera plus particulièrement l'utilisation d'un polyamide à point de ramollissement re- lativement bas, tel que le Nylon 11 ou le Nylon 12, comme également évoqué plus avant. Avec des particules dont les dimensions sont comprises entre 2 et 200 microns, on constate, comme éga- lement mentionné plus haut, qu'une partie substantielle des particules fait saillie hors de la couche de laque pro- prement dite ayant l'épaisseur usuelle (de 10 à 20 mi- crons, pour une laque obtenue suivant la technique dite "coil coating"). 250 1706 9. Le volume en saillie des particules dépend essen- tiellement des dimensions des particules et de la teneur en particules de la laque, ainsi que de la composition de la combinaison liant plus solvant, et peut être réglé en modifiant -la composition de cette combinaison.Ainsi, se- lon les dimensions et la forme des particules, on peut ob- tenir des surfaces supérieures de laque présentant des structures différentes. Avec des particules d'environ 20 microns de diamètre, on obtient une surface supérieure pré- sentant un bon lustre ou poli, ce lustre s'atténuant quel- que peu lorsque les dimensions des particules augmentent. La quantité des particules dans la laque a également, on le comprendra aisément, une importance sur le lustre final. On peut également choisir avantageusement des particules de petites dimensions de façonqu'au moins une partie pré- pondérante de chaque particule demeure noyée dans la cou- che de liant, ce qui favorise ainsi un ancrage sûr de ces particules. Pour obtenir une résistance à l'usure sensible- ment uniforme, on utilise en général davantage de petites particules que de grosses particules. La présente invention sera mieux comprise au vu de la description suivante de modes de réalisationétayés d'exemples comparatifs et donnés à titre illustratif mais nullement limitatif. Dans les exemples qui vont suivre, la laque ou le vernis est un vernisémail, mis en place suivant la technique dite "coil coating". Une bande d'aluminium, dé- roulée depuis une bobine débitrice, est revêtue sur au moins un côté, et de préférence sur ses deux côtés, par un rouleau type rouleau encreur d'une couche de laque, après quoi la bande est acheminée en continu au travers d'un four dans lequel elle est portée à une température (rapportée à la température du métal proprement dit) dont la valeur maximale (PMT) sélectionnée est stipulée dans chacun des exemples ci- dessous. Le temps de séjour de la bande dans le four est d'environ 30 secondes. Lors de cet 250 1706 10. échauffement de la bande dans le four, le solvant s'évapo- re, après quoi la bande est refroidie et de nouveau enroulée sur une bobine. La couche de laque sèche et se durcit sur la bande ainsi réenroulée "coil coating". Selon les besoins, on peut avoir recours à plu- sieurs postes de laquage de ce type, par exemple pour amé- nager une couche de base particulière ou pour laquer la fa- ce opposée de la bande avec une laque d'une autre couleur. EXEMPLE 1 a. Technique de l'art antérieur Sur une bande d'aluminium d'une épaisseur de 0,4 mm est déposée une couche de base monochrome d'une épais- seur de 20 microns utilisant comme liant un polyester com- mercial obtenu à partir de neopentylglycol et d'anhydride phtalique, dissout à une concentration de liant de 60 % en poids dans un solvant commercialisé sous l'appellation Solvesso 100 (une fraction d'hydrocarbure aromatique). On dépose ensuite une couche supérieure de 15 microns de diamè- tre formée à partir d'un même mélange de liant et de sol- vant, mais non coloré ou pigmenté. L'ensemble est cuit pen- dant 30 secondes à une température PMT de 2300C. De cette façon, on obtient une laque présentant les caractéristiques suivantes, qui, jusqu'à présent se révélaient tout à fait acceptables: Essais de pliage T2, pas de formation de criques dans la laque après pliage autour d'un mandrin ayant un diamètre dou- ble de l'épaisseur de la bande (c'est-à-dire que pour TO - pliage de la bande sur elle-même à 1800, diamètre de mandrin nul-, et pour Tl - diamètre de mandrin = épais- seur de la bande - il se produit des criques ou fissures dans la laque). Dureté au crayon H. Résistance aux solvants: Légère attaque après 30 aller- 2 50 1 7 0 6 11. retour (une friction aller et une friction retour avec un tam- pon d'ouate imbibé d'acétone). Résistance au rayonnement:Après 1.000 heures dans un dis- UV positif dit UVCON Weathermome- ter, jaunissement moyen et lé- gère formation de fissures; per- te de lustre d'environ 40 %. Résistance à l'usure: Moyenne Aspect: Brillant, surface lisse Lustre: 85 unités suivant le système Gardner 600/600. b. Technique selon la présente invention Sur la même couche de base est déposée une couche incolore du même mélange liant/solvant que dans l'exemple la ci-dessus, mais contenant en outre, rapportés au poids de ce mélange, 15 ô en poids de particules de Nylon 11 stabilisées aux ultraviolets et de dimensions comprises en- tre 10 et 40 microns. Le laquage et l'émaillage ou la cuis- son sont effectués comme dans l'exemple a ci-dessus. La couche d'émail rlsultante présente les caractéristiques notablement améliorées suivantes: Essais au pliage: TO, pas de formation de criques (c'est-à-dire que la bande de mé- tal peut être repliée sur elle- même, sans aucun mandrin, sans entraîner d'endommagement de la couche de laque ou d'émail). Dureté au crayon: 4H. Résistance aux solvants: Plus de 100 aller-retour avec de l'acétone Résistance au rayonne-: Après 1.000 heures dans un dis- ment UV positif UVCON, jaunissement à peine perceptible et pas de formation de criques. Perte de lustre d'environ 8%. Résistance à l'usure Excellente. 12. Aspect: Structuré, légèrement mat. Lustre: 30 à 32 unités dans le système Gardner 600/600. EXEMPLE Il a. Technique de l'art antérieur Comme dans l'exemple Ia. b. Technique selon l'invention Sur la tôle d'aluminium sont formées les mêmes couche de base et couche supérieure que dans l'exemple la, avec cette fois adjonction de 30 %' en poids de particules de Nylon 12 stabilisées aux rayons UV, ayant des dimen- sions générales inférieures à 20 microns,-et arrondies. Le laquage et la cuisson sont effectués dans les mêmes conditions que dans l'exemple Ia. La couche d'émail résultante présente les carac- téristiques suivantes: Essais au pliage: TO, aucune formation de criques dans la couche d'émail. Dureté au crayon: 3H. Résistance aux sol-: Plus de 100 aller-retour avec de vants l'acétone. Résistance au rayonne-: Après 1.000 heures dans un disposi- ment UV tif UVCON, aucun jaunissement et aucune formation de criques. Per- te de lustre d'environ 8 %. Résistance à l'usure Excellente. Aspect Mat, surface légèrement brillante. Lustre: 40 à 45 unités selon le système Gardner 600/600. EXEMPLE III a. Technique de l'art antérieur Comme dans l'exemple la, est déposée une couche de recouvrement en une laque obtenue par dissolution d'une laque de polyuréthane, disponible commercialement sous l'appellation VEBA 1256, contenant un pigment cou- vrant, dans le solvant commercialisé sous l'appellation Solvesso. La couche de laque est cuite comme dans l'exem- 13. ple Ia. La couche d'émail ristiques suivantes: Essais au pliage Dureté au crayon Résistance aux solvants Résistance au rayonne- ment UV Résistance à l'usure Aspect Lustre résultante présente les caracté- Tl, aucune formation de criques ou de craquelures dans la couche de laque. : 2H. : 40 aller-retour avec de l'acé- tone. Après 1.000 heures dans le dispositif UVCON, jaunissement à 3 unités NBS. Environ 70 % de perte de lustre. Moyenne : Brillant surface lisse. 82 unités selon le système Gardner 600/600. b. Technique selon l'invention Dans la même laque que dans le paragraphe lIla ci- dessus sont dispersés 25 % en poids de particules de Nylon 11 pigmentées en blanc, ayant des dimensions inférieures à microns et une forme irrégulière. L'émail est obtenu de la même façon que dans l'exemple IlIa mais présente les caractéristiques suivantes: Essais au pliage: TO, aucune formation de crique Dureté au crayon Résistance aux solvants Résistance au rayonne- ment UV Résistance à l'usure Aspect Lustre dans la couche de laque. : 4H. * Plus de 100 aller-retour avec de l'acétone. Après 1.000 heures dans un dis- positif UVCON, jaunissement de 0,9 unité NBS; environ 15, de diminution de lustre. : Remarquable. Surface très légèrement struc- turée, avec un lustre soyeux. à 35 unités selon le système Gardner 600/600. * 14. Quoique la présente invention ait été décrite en relation avec des modes de réalisation particuliers, elle ne s'en trouve pas limitée mais est au contraire suscepti- ble de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 15. REVENDICATIONS 1 - Laque, du type comprenant un liant, un sol- vant, des pigments et/ou des additifs, caractérisée en ce qu'elle comprend, sous forme finement divisée, un matériau plastique non soluble dans la laque, à haut poids molécu- laire, inerte et non élastomère, présentant une haute ré- sistance à l'usure, avec un diamètre de particules de 2 à microns. 2 - Laque selon la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau plastique est choisi dans le groupe comprenant les polyamides du type nylon et les polyimides. 3 - Laque selon la revendication 1 ou la revendi- cation 2,caractérisée en ce que les particules de matériau plastique ont un diamètre compris entre 10 et 100 microns. 4 - Laque selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les particules de matériau plasti- que ont un diamètre compris entre 10 et 40 microns. - Laque selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que la quantité de particules de matériau plastique, rapportée à la masse de laque liqui- de, est comprise entre 5 et 40 t en volume, les particu- les comprenant de O à 40 'O en poids de pigment, la quanti- té de composants volatils dans la laque liquide étant comprise entre 10 et 70 lO en poids, la quantité de compo- sants non volatils comprenant de 5 à 60 X en volume des particules de matériau plastique et, rapportée à la par- tie filmogène de la laque, de 0 à 40 en poids de pig- ments. 6 - Laque selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend de 10 à 40 % en poids de particu- les de matériau plastique rapportés à la partie non vola- tile de la laque liquide. 7 - Laque selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que le matériau plastique des particules est le Nylon 11 ou le Nylon 12. 8 - Laque selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que les particules de matériau 250 1706 16. plastique comprennent un stabilisateur anti-UV. 9 - Laque selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisée en ce qu'elle a une composition - d'émail susceptible d'être cuite à une température de cuis- son jusqu'à 3000C pour une durée de cuisson comprise entre secondes et 30 minutes. - Procédé de laquage d'articles en une ou plu- sieurs couches, caractérisé en ce qu'au moins la couche externe est formée avec une laque selon l'une des revendi- cations précédentes. 11 - Procédé selon la revendication 10 dans son rattachement à la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape de cuire la couche de laque dans les con- ditions telles que la température de la couche de laque soit supérieure au point de ramollissement des particules de matériau plastique et en ce 'que cette température est maintenue jusqu'à ce que des particules se trouvant à la surface supérieure de la couche coulent au moins partielle- ment. 12 - Procédé selon la revendication ll,caractéri- sé en ce que la température de cuisson est déterminée de façon que les parties des particules de matériau plastique faisant saillie par rapport à la couche de laque coulent sur la couche de laque immédiatement adjacente déjà au moins partiellement séchée ou durçie. 13 - Procédé de fabrication d'articles émaillés comprenant les étapes de laquer et d'émailler un produit intermédiaire puis de conférer à ce produit intermédiaire la forme finale d'articles requise, caractérisé en ce que l'émaillage est effectué suivant le procédé de l'une des revendications 10 à 12. 14 - Article obtenu suivant le procédé selon l'une des revendications 10, 11 ou 13. - Article revêtu d'au moins une couche de la- que, caractérisé en ce qu'au moins la couche de laque ex- terne comprend en dispersion des particules de matériau plastique inerte, à haut poids moléculaire, non élastomère 250 1706 17. et résistant à l'usure, ayant un diamètre de 2 à 200 mi- crons et faisant au moins partiellement saillie par rap- port à la couche de laque proprement dite. 16 - Article selon la revendication 15, caractéri- sé en ce que la couche de laque externe comprend, rapporté à la masse de laque, de 10 à 60 en poids de particules de matériau plastique. 17 - Article selon la revendication 16, caracté- risé en ce que la partie faisant saillie hors de la couche de laque proprement dite d'au moins une portion des particu- les de matériau plastique est aplatie par coulage. 250 1706 16. plastique comprennent un stabilisateur anti-UV. 9 - Laque selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisée en ce qu'elle a une composition d'émail susceptible d'être cuite à une température de cuis- son jusqu'à 300 C pour une durée de cuisson comprise entre secondes et 30 minutes. - Procédé de laquage d'articles en une ou plu- sieurs couches, caractérisé en ce qu'au moins la couche externe est formée avec une laque selon l'une des revendi- cations précédentes. Il - Procédé selon la revendication 10 dans son rattachement à la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape de cuire la couche de laque dans les con- ditions telles que la température de la couche de laque soit supérieure au point de ramollissement des particules de matériau plastique et en ce 'que cette température est maintenue jusqu'à ce que des particules se trouvant à la surface supérieure de la couche coulent au moins partielle- ment. 12 - Procédé selon la revendication ll,caractéri- sé en ce que la température de cuisson est déterminée de façon que les parties des particules de matériau plastique faisant saillie-par rapport à la couche de laque coulent sur la couche de laque immédiatement adjacente déjà au moins partiellement séchée ou durçie. 13 - Procédé de fabrication d'articles émaillés comprenant les étapes de laquer et d'émailler un produit intermédiaire puis de conférer à ce produit intermédiaire la forme finale d'articles requise, caractérisé en ce que l'émaillage est effectué suivant le procédé de l'une des revendications 10 à 12. 14 - Article obtenu suivant le procédé selon l'une des revendications 10, 11 ou 13. - Article revêtu d'au moins une couche de la- que, caractérisé en ce qu'au moins la couche de laque ex- terne comprend en dispersion des particules de matériau plastique inerte, à haut poids moléculaire, non élastomère 17. et résistant à l'usure, ayant un diamètre de 2 à 200 mi- crons et faisant au moins partiellement saillie par rap- port à la couche de laque proprement dite. 16 - Article selon la revendication 15, caractéri- sé en ce que la couche de laque externe comprend, rapporté à la masse de laque, de 10 à 60 '% en poids de particules de matériau plastique. 17 - Article selon la revendication 16, caracté- risé en ce que la partie faisant saillie hors de la couche de laque proprement dite d'au moins une portion des particu- les de matériau plastique est aplatie par coulage.