Brevet FR2543514A1 — publié le 19841005

la présente invention concerne de manière générale la technique de protection des surfaces de verre vis- -vis des souillures et des éraflures, et plus particulièrement la technique de la protection des surfaces de verre, sans modification permanente des surfaces de verre, par exemple a l'aide de pellicules de protection enlevables. Le brevet US n0 3 723 312 (RAY) décrit l'utilisa- tion d'acide salicylique aggloméré dépoussièré, avec un matériau de séparation inerte en particules, comme la sciure de bois oule polsystyrbnet pour empecher le salissement des feuilles de verre empilées. Le brevet US n 3 798 112 (HAY) décrit l'agglomération de l'acide salicylique avec l'oxyde de polyéthylène pour produire un matériau intercalaire qui comprend en outre un matériau de séparation inerte en particules, comme la sciure de bois ou le polystyrène, pour empêcher le salissement de feuilles de verre empilées. Le brevet US n0 A 011 359 (SISiPKIN et al.) décrit un matériau intercalaire pour séparer des feuilles de verre et les proteger des souillures et des éraflures, qui contient un matériau de support poreux finement divisé, imprègné deun matériau faiblement acide, et de fines particules d'une matière plastique chimiquement inerte Le brevet US n0 4 200 670 (ALBACH) décrit un procédé de protection de feuilles de verre pendant leur emballage, leur transport et leur stockage.Le procédé consiste a appliquer de l'eau, un matériau inhibiteur des salissures, et des particules sèches finement divisées d'un séparateur mécanique sur les surfaces des feuilles de verre avant de les empiler, selon plusieurs étapes enserre qui produisent un revêtement adhérent qui joue le rôle d'intercalaire protecteur entre les surfaces de verresefaisant face quand les feuilles ou plaques sont empilées. Le brevet US n0 4 263 371 (FRANZ) décrit un procédé de réduction de l'énergie de surface d'un article en verre par chimisorption d'un composé alkylétain. La partie fonctionnelle étain se lie à la surface- du verre, tandis que la partie organique est orientée vers l'extérieur depuis le verre en formant une couche superficielle de faible énergie qui donne un faible frottement, une faible réactivité chimique et repousse l'eau, la saleté et les copeaux de verre. Le brevet US nO 4 276 350 (FRANZ) décrit un procédé de réduction de la réactivité d'unesurfaoe de verre à l'aide d'un hydrocarbure fluoré. Le procédé consiste à adsorber des cations métalliques multivalents à la surface du verre pour former des sites d'ancrage pour la chimisorption d'hydrocarbures fluorés par ailleurs non réactifs. ta surface de verre traitée par un hydrocarbure fluoré résultante repousse l'eau ainsi que les solides organiques. Le brevet US nO 4 360 544 (FR NE) décrit un procédé de protection des surfaces de feuilles de verre empilées par chimisorption d'un composé d'organo-étain -sur les surfaces de verre, et la séparation des surfaces de verre adjacentes a l'aide d'un matériau intercalaire inerte. Les références précédentes aux brevets de FRANZ décrivent la protection d'une surface de verre à l'aide d'un traitement qui provoque la réaction et l'incorporation sur la surface de verre. Dans certains cas, on recherche une couche de protection enlevable. Par exemple, quand les feuilles de verre et les intercalaires plastiques sont stratifiés dans un autoclave à huile pour la production de pare-brise de sécurité, l'élimination du résidu huileux des surfaces de verre demande souvent plusieurs étapes de nettoyage coûteuses utilisant des lavages aux détergents et des rinçages a l'eau chaude, ainsi qu'un séchage par soufflage à grande vitesse.Selon la présente invention, une pellicule protectrice soluble dans l'eau mais insoluble dans l'huile est appliquée sur' les surf aces de verre exposées avant la stratification dans l'autoclave à huile. Par la suite, le résidu huileux ainsi que la pellicule protectrice peuvent être enlevés par un seul rinçage à l'eau chaude. Une pellicule de protection polymère soluble dans l'eau selon la présente invention peut être utilisée avantageusement dans une grande variété d'applications. Quand on l'applique à une surface de verre propre avant des procédés de fabrication, une pellicule protectrice polymère soluble dans l'eau selon la présente invention minimise les marques de manipulation, comme les empreintes de doigts et les marques de rouleaux ou de courroies,- ainsi que l'adhérence de poussière et de débris, Après fabrication, manipulation et installatione la pellicule protectrice est facilement éliminée par lavage en laissant une surface de verre propre et non marquée. Une pellicule de protection temporaire est appliquée sur une surface substrat par application d'une solution d'un polymère filmogène soluble à la surface- et évaporation du solvant. ta pellicule protège la surface de la poussière, des débris, des empreintes de doigts, du marquage par rouleaux, des marques de -courroies, etc., pendant la fabrication, la manutention et l'installation Par la suite, la pellicule protectrice soluble est facilement éliminée par lavage en laissant une surface propre non marquée. ta pellicule protectrice soluble de la présente invention est particulièrement utilisable sur les feuilles ou plaques de verre. La présente invention fournit également un matériau intercalaire de protection et de séparation de surfaces adjacentes, ainsi qu'une protection de surface temporaire efficace; La présente invention consiste S-formex une pellicule polymère soluble sur la surface du substrat. La pellicule polymère soluble peut comporter en outre des particules d'espacement insolubles inertes comme des billes de polyéthy lène ou d'acrylique, ainsi que des inhibiteurs de salissement -comme l'acide adipique, ou des additifs hydrophobes comme de la silice colloldale ayant subi une réaction chimique.La pellicule de protection de la présente invention est appliquée à une surface de substrat avant la manutention, le stockage, le transport, l'installation, ete., pour protéger la surface des souillures,-des éraflures, de la saleté, des empreintes de doigts, etc. Quand le substrat a atteint sa destination finale, la pellicule de protection soluble est facilement éliminée par des opérations ordinaires de lavage. Une fine pellicule protectrice d'un polymère soluble est de préférence appliquée a un substrat en mettant la surface du substrat en contact avec une solution du polymère et en évaporant le solvant. On peut latiniser toutes techniques commodes d'application, comme le pinceau, le trempage ou la pulvérisation. Les solvants préférés comprennent l'eau ainsi que les alcools et-cétones volatils miscibles a l'eau, comme le méthanol, l'éthanol, le propanol, l'acétone, la méthyléthylcétone, etc., pour un séchage rapide.La solution peut également contenir un agent mouillant améliorant l'uniformité de la pellicule, ainsi que pour améliorer le rinçage et le séchage sans formation de taches, en particulier quand le solvant est l'eau. tes polymères préférés sont solubles dans l'eau. Un polymère soluble dans l'eau préféré est la polyvinyl- pyrrolidone.Dans certaines applications, un polymère soluble dans l'eau est de préférence également insoluble dans l'huile. Dans de -telles applications, les polymères préférés comprennent les alginates et les gommes de xanthane ainsi que la polyvinylpyrrolidone , On peut égaiement utiliser des copolymères depolyvinylpyrrolidone et dl-acetate de polyvinyle, ainsi que les polymères et copolymères de l'alcool polyvinylique Dans une variante préférée de la présente invention, une pellicule de polyvinylpyrrolidone. - est appliquée sur les surfaces de verre exposées d'ensembles de feuillès%de verre/feuilles de plastigue-d stratifier dans un autoclave à huile. La pellicule est de préférence appliquée sur les surfaces de verre exposées par trempage bu pulvérisation, en utilisant une solution aqueuse d'environ 1 à 10 % de polyvinylpyrrolidone. La pellicule de polyvinylpyrrolidone supporte les conditions de température et de pzession de l'autoclave à huile sans se décomposer et sans s'intégrer à la surface de verre, et sauts aucune réaction ou contamina tion avec l'huile de l'aútoclave. Après la stratification dans l'autoclave à huile, les surfaces de verre traitées sont rincées à l'eau chaude, ce qui élimine tous résidus huileux avec la pellicule protectrice de polyvinylpyrrolidone, en supprimant le besoin de plusieurs étapes de lavage avec détergent et de rinçage à l'eau chaude. Dans d'autres variantes préférées de la présente invention, des plaques de verre propres -sont mises en contact avec des solutions de polyvinylpyrrolidone dans un alcool, qui peuvent contenir un agent mouillant pour un mouillage uniforme et un séchage rapide. te solvant est évaporé, et une fine pellicule protecGrice-de polyvinylpyrrolidone se forme sur la surface de verre. Les feuilles de verre traitées sont ensuite soumises à divers processus de fabrication comme un usinage, un perçage, une soudure bord à bord, etc. La pellicule protectrice de polyvinylpyrrolidone minimise l'adhérence de la poussière et de débris, ainsi que les empreintes de doigts, les marques de rouleaux et de courroies. Après fabrication, manutention et installation, le verre est simplement lave pour enlever la pellicule de polyvinyl pyrrolidone et laisser une surface de verre propre et non marquée. Ce traitement de protection de surface peut également être utilisé avec divers substrats plastiques, ainsi qu'avec des matériaux polymèrescommele caoutchouc butyle. On préfère des solutions contenant jusqu a environ 30 % de polymère. Dans d'autres modes de réalisation préférés de la présente invention les substrats, de prdference des feuilles de verre, reçoivent une protection temporaire vis-a-vis du salissement et des éraflures par application d'une pellicule protectrice d'un polymère soluble. De préférence, les feuilles de verre sont mises en contact avec une solution dlun polymère filmogène soluble dans l'eau, et le solvant est évaporé pour former une pellicule soluble dans l'eau sur une surface de verre avant que le verre ne soit soumis a une fabrication, a un finissage, une manutention; un empilage, un stockage, un transport, une installation.Un polymère proféré est la polyvinylpyrrolidoney et les solvants préférées comprennent l'eau et les alcools et cétones miscibles à l'eau comme le méthanol, l'éthanol, le propanol, l'acétone et la méthyléthylcétone. Les techniques d'application appropriées comprennent la pulvérisation, le trempage et le revêtement au rouleau. La pellicule polymère comprend de préférence des particules polymères- organiques insolubles inertes de la taille du micron qui jouent le rôle de matériaux d'espacement quand les surfaces de verre sont mises en contact, par exemple lorsqu'on les empile pour les stocker ou les transporter.Les matériaux d'espacement polymères préférés comprennent les billes de polyéthylène ou les billes en acrylique. Dans une variante préférée de la présente invention, les feuilles de verre sont mises en contact avec une solution d'un polymère filmogène soluble dans l'eau contenant des particules de polyéthylène insolubles inertes et de la silice colloïdale hydrophobe. tes particules jouent le rôle d'agent d'espacement quand les feuilles de verre sont empilées pour le stockage et le transport. Quand les feuilles ou plaques de verre sont utilisées dans des applications architecturales, la silice colloïdale hydrophobe minimise le mouillage-des surfaces de verre et protège ainsi ces surfaces des salissures provoquées habituellement par le béton ou le mortier ainsi que les autres facteurs de salissement quel'onrencontre généralement sur les chantiers de construction. Dans un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, quand les feuilles de verre sont destinées à la sérigraphie ou à un procédé similaire, une pellicule de protection est appliquée selon la présente invention avant un tel traitement. Dans ce mode de réalisation, la pellicule protectrice est appliquée sur une des surfaces des plaques de verre, et ne doit pas faire l'objet -d'un transfert sur la surface opposée. En outre, on préfère que le polymère filmogène, ainsi que l'agent d'espacement en particules, brille sans résidu pendant un cycle de revenu. Une pellicule protectrice préférée dans ce mode de réalisation de la présente invention comporte une pellicule de polyvinylpyrrolidone et des parti cules de polyéthylène. Dans un autre mode de réalisation préféré de la présente invention où une pellicule protectrice de polymère soluble dans l'eau joue essentiellement le rôle de matériau intercalaire, la pellicule de polymère contient de préf6- rence, en plus du matériau d'espacement en particules, un matériau inhibiteur de salissures comme un acide organique. Une pellicule protectrice particulièrement préférée contient de la polyvinylpyrrolidone comme agent filmogène, du polyéthylène comme agent d'espacement et de l'acide adipique comme inhibiteur de- salissures. La présente invention sera mieux comprise d'après la description d'exemples particuliers qui suivent Exemple 1 -Des feuilles de verre sont assemblées avec des inter- calaires polymères de façon à former une unité multicouches pour la stratification. Ces ensembles verre/plastique sont plongés pendant une minute dans une solution aqueuse contenant 1 % de polymère d'alginate de sodium colloïdal.Le polymère est hydrophile, insoluble dans les huiles, non toxique, relativement peu coûteux, et facilement disponible chez KELCO CO. sous le nom KELGIN XL. Les feuilles de verre sont enlevées de la solution et séchées à l'air. Les plaques de verre traitées sont soumises aux conditions de llautoclave à huile qui sont d'environ 15o0C (3000F) sous une pression de 13,8 bars pendant 45 mn. A titre de comparaison, des feuilles de verre non traitées sont stratifiées dans les mêmes conditions. Après enlèvement de l'autoclave à huile, les stratifies traités et non traités sont lavés pour enlever les résidus huileux. Les surfaces de verre traitées sont exemptes de résidus huileux après un seul rinçage à l'eau chaude, alors que les surfaces de verre non traitées nécessitent en outre un lavage avec de l'eau chaude et un détergent et au moins deux rinçages supplémentaires à l'eau chaude. Exemp-le -2 Des ensembles verre/plastique tels que décrits dans l'exemple 1 sont plongés dans une solution aqueuse contenant 2 % de polyvinylpyrrolidone et 0,1 % d'un agent mouillant, disponible sous le nom de ZONrL FSN de chez Dupent de Nemours. Les ensembles sont enlevés de la solution, séchés à l'air et soumis à des conditions de stratification dans l'autoclave à huile, ainsi que des ensembles verre/plastique non traités, comme dans l'exemple précédent. Après enlèvement de l'autre clave, toutes les surfaces de verre sont lavées pour enlever les résidus huileux. Comme dans l'exemple précédent, les surfaces de verre traitées sont dépourvues de résidus huileux après un seul rinçage à l'eau chaude, alors que les surfaces de verre non traitées nécessitent un lavage à -l'eau chaude et au détergent et au moins deux rinçages supplémentaires a l'eau chaude. Exemple III On pulvérise sur des ensembles verre/plastique une solution aqueuse de 2 % de polyvinylpyrrolidone et de 0,05 z d'agent mouillant comme dans l'exemple 2. tes ensembles traités, ainsi que des ensembles témoins non traités, sont soumis aux conditions de l'autoclave à huile comme dans les exemples précédents. A nouveau, seules les surfaces de verre traitées sont exemptes de résidus huileux après un seul rinçage & l'eau chaude. Exemple IV On pulvérise sur des feuilles de verre une solution delO %de polyvinylpyrrolidone et de O,1 % d'agent mouillant dans de l'isopropanol, qui s'évapore rapidement. Les feuilles, ainsi que des feuilles de verre non traitées, sont soumises à un polissage des arêtes, qui engendre des particules abrasives ainsi que des débris siliceux en particules qui contaminent les surfaces de verre. Après ce traitement, les feuilles de yerre traitées et non traitées sont soumises à un seul rinçage à l'eau chaude. Les feuilles de verre traitées en sortent propres tandis que les feuilles non traitées restent striées et tachées, et demandent un nettoyage manuel avec un produit à vitres pour enlever les débris siliceux. Exemple V Des paires de feuilles de verre sont transformées en ensembles de fenêtres à plusieurs vitres à bords entourés par du caoutchouc butyle. Le caoutchouc butyle peut devenir collant et adhérer aux matériaux d'emballage, ou bien des d8bris peuvent adhérer aux bords entourés. Pour éliminer les problèmes associés à 11 état collant du caoutchouc butyle, les bords entourés des unités sont mis en contact, avant la manutention et le transport, avec une solution contenant de 20 à 30 % de polyvinylpyrrolidone dans de l'eau ou de l'isopropanol. La solution est appliquée au pinceau et le solvant est évaporé, en laissant derrière lui une fine pellicule transparente de polyvinylpyrrolidone qui n'est pas collante. Les unités sont chauffées à environ 1200C (2500 F) pendant 20 mn et il y a toujours pas de points collants à la surface. Ces unités sont transportées, stockées et installées sans que l'on ne rencontre d'adhérence d'impuretés sur le caoutchouc butyle d'entourage La pellicule protectrice est enlevée quand on le désire par lavage à l'eau. Exemple VI On prépare une solution contenant 2 % de polyvinylpyrrolidone et 2 % de matériau intercalaire dans du propanol. Le matériau intercalaire est un mélange à poids égal de billes acryliques et d'acide adipique. Cette compo sition est pulvérisee sur des surfaces de feuilles de verre revêtues d'un oxyde métallique. Après il semaines d'exposition à 600C et une humidité relative de 90 %, les surfaces de verre traitées ne présentent ni écume ni taches. Par comparaison, des surfaces de verre adjacentes séparées par du papier journal presentent une légère écume, et des surfaces adjacentes séparées par d'autres matériaux intercalaires classiques présentent une détérioration des surfaces encore plus importante. Exemple VII On prépare une solution contenant 2 % de polyvinyl pyrrolidonep 2 2 de particules de polyethylenep 2 % de silice colloïdale hydrophobe et 0,2 W d'un agent mouillant (ZONYL-FSN de chez DuPont de Nemours) dans de l'isopropanol La composition est pulverisée sur des surfaces de feuilles de verre revêtues d'oxyde métallique pour les protéger des poussières de béton et de mortier sur les chantiers de construction. Pour tester la protection fournie par la pellicule soluble, on place les feuilles traitées en position horizontale et on les met en contact avec une bouillie de ciment qu'on laisse sécher sur la surface de verre revêtue On place ensuite les feuilles dans une chambre humide à 500C et une humidité relative de 100 % pendant deux semaines. Quand on enlève les échantillons de la chambre et qu'on les lave, le ciment s'élimine par lavage et la surface de verre revêtue est propre sans taches. Exemple VIII Pour protéger des surfaces de verre des salissures et des éraflures avant une sérigraphie et un revenu,il est nécessaire d'utiliser sur une surface du verre une pellicule protectrice qui ne subit pas de transfert sur une surface de verre adjacente, ne gène pas le processus de sérigraphie et s'élimine par combustion sans résidu pendant le cycle de revenu. Une pellicule protectrice appropriée est déposée sur les surfaces de verre à l'aide dune solution de 2 g de polyvinylpyrrolidone, 2 % de particules de polyéthylène et 0,2 % d'agent mouillant (ZOWYL-SN de chez DuPont de Nemours) Cette composition est pulvérisée sur une surface d'un certain nombre de feuilles de verre.La pellicule protectrice formée empêche le verre d'être sali et éraflé, ne subit pas de transfert sur les surfaces de verre adjacentes, peut être manipulée avec un équipement sous vide, ne gène pas la sérigraphie et s'élimine par combustion sans résidu dans le cycle de revenu. Les exemples précédents sont donnés pour illustrer la présente invention qui peut donner lieu à diverses modifications. Par exemple, on peut utiliser d'autres polymères solubles, comme les alcools polyvinyliques ou les copolymères de polyvinylpyrrolidone. D'autres solvants peuvent être utilisés, de préférence l'eau ou des cétones et alcools miscibles à l'eau comme l'acétones la méthyléthylcétone, le méthanol ou l'éthanol. D'autres matériaux d'espacement inertes peuvent être utilisés comme les billes acryliques ou la sciure de bois. D'autres agents mouillants éventuels peuvent être utilisés ainsi que d'autres additifs hydrophobes. Les polymères filmogènes solubles peuvent être appliqués par d'autres techniques comme le revêtement au rouleau, et l'on peut protéger des substrats autres que le verre, par exemple les matières plastiques. te domaine de la présente invention n'est défini que par les revendications annexées. - REVENDICATIONS 1. Procédé d'obtention d'une protection temporaire d'une surface d'un. substrat, caractérisé en. ce qu'il comprend les étapes consistant à mettre la surface du substrat en contact avec une solution d'un polymère. filmogène soluble, et à évaporer le solvant pour former une pellicule polymère soluble sur la surface du substrat. 2. Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que le polymère est soluble dans l'eau. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le polymère est choisi dans le groupe comprenant les alginates, les alcools polyvinyliqueso la polyvinylpyrrolidone et leurs- copolymères. 4. Procédé selon. la revendication 3, caractérisé en ce que le polymère est la polyvinylpyrrolidone. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la solution comprend un solvant choisi dans le groupe comprenant l'eau, les cétones et les alcools miscibles à l'eau, et leurs mélanges. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la solution comprend en outre un agent mouillant. 7. Article manufacturé comprenant un substrat choisi dans le groupe du verre et des matériaux polymères, et une pellicule protectrice d'un polymère soluble placé sur une portion de la surface dudit substrat. 8. Article selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit polymère est soluble dans l'eau. 9. Article selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit polymère est choisi dans le groupe comprenant les alginates, les alcools polyvinyliques, la polyvinylpyrrolidone et leurs copolymères. 10. Article selon la revendication 9, caractérisé en ce que le substrat est le verre et le polymère est la poly vinylpyrro lidone. 11. Procédé d'obtention d'une protection temporaire sur une surface de substrat, caractérisé en ce qu'il consiste à revêtir ladite surface avec une pellicule comprenant un polymère filmogène soluble et des particules d'espacement insolubles inertes. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le substrat est le verre. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le polymère est soluble dans 1'eaux 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le polymère est choisi dans le groupe comprenant la polyvinylpyrrolidone, l'alcool polyvinylique et leurs copolymères. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le revêtement est obtenu en mettant la surface de substrat en contact avec une solution du polymère soluble dans l'eau contenant les particules d'espacement insolubles inertes et en évaporant le solvant. 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le solvant est choisi dans le groupe comprenant 'eau et les alcools et cétones miscibles à l'eau. 17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que le polymère est la polyvinylpyrrolidone. 18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que le solvant est l'isopropanol. 19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que la solution comprend en outre un agent mouillant. 20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que les particules d'espacement inertes sont un matériau choisi dans le groupe comprenant les billesdepolyéthylène et les billes acryliques 21. Procédé selon la revendication 20, caracterisE en ce 'que la pellicule comprend en outre un additif hydrophobe. 22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que l'additif hydrophobe est de la silice colloïdale hydrophobe. 23. Article manufacture comprenant un substrat choisi dans le groupe du verre et des matériaux polymères, et un revêtement protecteur placé sur une partie de la surface dudit substrat et comprenant une pellicule de polymère soluble et des particules d'espacement inertes insolubles. 24. Article selon la revendication 23, caractérisé en ce que le substrat est le verre. 25, Article selon la revendication 24, caractérisé en ce que la pellicule polymère est soluble dans l'eau. 26. Article selon la revendication 25, caractérisé en ce que ledit polymère est choisi dans le groupe comprenant la polyvinylpyrrolidone, les alcools polyvinyliques et leurs copolymères. 27. Article selon la revendication 26, caractérisé en ce le polymère est la polysinylpyrrolidone. 28. Article selon la revendication 27, caractérisé en ce que les particules d'espacement inertes sont choisies dans le groupe comprenant les billes de polyéthylène et les billes acryliques. 29. Article selon la revendication 28, caractérisé en ce que le revêtement comprend en outre un agent inhibiteur des salissures qui est un acide organique. 30. Article selon la revendication 28, caractérisé en ce que le revêtement comprend en outre un composé hydrophobe.