Brevet FR2582643A1 — publié le 19861205

La présente invention concerne un procédé de protection de la surface d'un objet délicat ou sensible aux contraintes mécaniques, chimiques ou thermiques, par application d'un revêtement superficiel d'un matériau dur et résistant à la corrosion. Elle concerne également un objet protégé selon ce procédé. Divers procédée sont actuellement utilisés pour protéger la surface d'objets fragiles ou délicats, pour les préserver contre la corrosion, le ternissement, les rayures, les effets de la chaleur, etc. Parmi ces procédés, les plus couramment utilisés consistent à appliquer sur la surface de l'objet à protéger une laque, un vernis, une peinture ou toute autre substance connue en sol, par exemple du type thermoplasti- que ou thermodurcissable, déposés au pinceau, par pulvérisation, ou trempés, par électrophorèse, en phase vapeur ou sous vide etc... Pour certaines applications, on effectue un revêtement protecteur minéral transparent avec de la silice, de l'alumine, du carbone à structure de diamant, déposés par des réactions chimiques ou physiques en phase vapeur ou sous vide. Les qualités et les défauts spécifiques de ces différents revêtements sont bien connus. Certains sont relativement délicats et mécaniquement peu résistants, d'autres nécessitent des installations croûteuses et compliquées, d'autres encore n peuvent pas être déposées sur n'importe quelle surface. La présente invention a puur but de pallier les inconvénients rnentlonnes ci-dessus, en proposant un procédé économique, simple et efficace pour protéger la surface d'objets métalliques ou non, par un revêtement de haute dureté résistant à l'usure, à la chaleur, aux agents atmosphérique et chimique, et préservant l'objet contre leternissement et les rayures, sans pow autant modifier l'aspect de cet jet. ni éventuellement sa coulew. Ce but est atteint par le procédé selon l'invention, caractérise en ce qu'on applique une couche de verre soluble sur ia surface de l'objet et en ce qu'on cuit cet obJet au four dans une atmosphère oxydante. Selon une -forme de réalisation préférée, on réalise au cours d'une première phase, une solution aqueuse essentiellement composée de metasilicates de sodium et/ou de potassium de concentration comprise entre 0,2 et 60% et on l'applique au cours d'une seconde phase, sur la surface de l'ob-jet à protéger, par l'une des méthodes suivantes : par trempage, par pulvérisation avec ou sans gaz vecteur, par polarisation anodique de l'bjet, au tampon ou au pinceau, par voie électrolytique. Au cours d'une troisième phase, on effectue de préférence la cuisson de l'objet, revêtu de ladite solution, à l'air ou en présence d'un gaz oxydant, à une température comprise entre 100 et 500duc, pendant une durée comprise entre 10 minutes et 10 heures. Pour modifier la couleur, ou nuancer la teinte de la surface de l'objet, on peut à volonté introduire dans la solution aqueuse des pigments colorés, organiques ou minéraux, naturels ou de synthèse, Selon les objets à protéger et les contraintes thermiques, chimiques ou mécaniques auxquelles ces objets sont soumis, on peut appliquer la couche de verre soluble sur une épaisse' comprise entre 0,1 et 500 ym. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description détaillée d'un mode de mise en oeuvre du procédé ci-dessus et de diverses utilisations pratiques de ce procédé. La surface de certains objets est, par sa texture, sa structure ou sa composition chimique, relativement délicate et sensible lorsqu'elle est manipulée de manière fréquente et sans précautions particulières. Les conséquences de cette délicatesse et de cette sensibilite sont le plus souvent des rayures, des marques de doigts, le ternissement, voire la dégradation de l'état de la surface par la corrosion. Pour certains objets soumis à un usage plus sévère, on constate un change ment de coloration du à une oxydation en présence d'une flamme, ou une corrosion plus ou moins profonde en présence d'agents chimiques. La protection de la surface de ces obJets, proposée par l'invention, consiste donc, comme mentionné ci-dessus, å la revêtir d'une couche de verre soluble cuite au four. Le verre soluble est essentiellement composé de métasilicates de sodium ou de potassium. Son analyse révèle principalement les composés suivants : Na2o (oxyde de sodium), K20 (oxyde de potassium) et SiO2 (oxyde de silicium ou silice), C02 (dioxyde de carbone ou gaz carbonique) et H20 (eau). Il s'obtient par fusion de la silice entre 13000C et 1600sC en presence de carbonates alcalins. Le composé ainsi obtenu est connu en soi et utilisé pour des applications fort diverses telles que par exemple dans les produits de lessive comme éléments d'appret, pour la conservation des aliments tels que les oeufs, les fruits et les légumes, pour la production de colles, de peintures, de mastics, d'émaux, d'enduits protecteurs contre le feu pour le bois, dans l'industrie du batiment etc... En médecine, on l'utilise pour la réalisation d'attelles et de gouttières en lieu et place du plâtre. Son utilisation pour la création d'une couche protectrice vitrifiée sur des objets métalliques ou non, notamment sur des objets utilitaires et/ou décoratifs tels que des montres, des biJoux en métaux précieux, massifs ou plaqués, etc... n'est pas connue à ce jour. Dans le cas ou l'objet est de ce type, sa surface qui peut être finement travaillée, avec des zones polies, des zones satinées ou sablées, est initialement dégraissée par les techniques habituelles. Une fine couche de verre soluble dont l'épaisseur peut être égale ou supérieure à 0,1 pm est appliquée, par exemple par trempage sur la surface de cet objet, puis séchée à l'air. Cette opération préliminaire est suivie d'une cuisson au four dans l'air, à environ 2000C pendant deux heures. La surface délicate et fragile de l'objet est revêtue et protégée par une couche fine, incolore et transparente, très dure, qui évite son ternissement et sa dégradation par des rayures prématurées. Un autre domaine d'utilisation du procédé est celui de la protection des éléments extérieurement visibles de stylographes ou d'autres instruments d'écriture. Ces objets sont par exemple réalisés en acier inoxydable, revêtus par pulvérisation cathodique ou par un autre procédé d'une couche de 1 ym d'un composé de titane colore, dur et résistant à la corrosion. En raison de sa texture, ce revêtement se tache aisément au contact des doigts. L'application d'une couche de verre soluble de 1 um d'épaisseur par pulvérisation au pistolet, séchée à l'air et cuite au four à 2000C pendant deux heures, rend la surface parfaitement insensible au contact des doigts. La protection selon l'invention trouve également des applications intéressantes dans la fabrication d'objets en contact avec une flamme ou soumis à des températures élevées, tels qu'éléments de briquets, instruments de biologie ou de chirurgie destinés à être stérilisés, composants de braleurs ou de moteurs à combustion, etc... Par exemple, l'application d'une couche de verre soluble cuite au four avec une épaisseur d'environ 5 ym, rend un capuchon de briquet en acier inoxydable parfaitement insensible au contact de la flamme sans pour autant lui enlever son aspect caractéristique d'acier inoxydable. Bien d'autres utilisations pourraient être envisagées. Le procédé s'applique chaque fois que l'on souhaite préserver un aspect esthétique fragile d'un objet soumis à diverses contraintes extérieures. La présente invention n'est pas limite aux formes de réalisation décrites mais elle peut subir différentes modifications et se presen- ter sous diverses variantes évidentes pour l'homme de l'art. Elle s'applique à tout objet utilitaire ou décoratif en matériau massif ou revêtu d'une couche protectrice. Revendications 1. Procédé de protection de la surface d'un objet délicat ou sensible a des contraintes mécaniques, chimiques ou thermiques , par application d'un revêtement superficiel d'un matériau dur et resistant à la corrosion, caractérisé en ce qu'on applique une couche de verre soluble sur la surface de l'objet et en ce qu'on cuit cet objet au four dans une atmosphere oxydante. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérise en ce qu > on -réalise, au cours d'une premiere phase, une solution aqueuse essentiellement composee de métasilicates de sodium et/ou de potassium, de concentration comprise entre 0,2 et 60%, et en ce qu'on applique cette solution, au cours d'une seconde phase, sur la surface de l'objet à protéger, par l'une des méthodes suivantes : par trempage, par pulvérisa- tion avec ou sans gaz vecteur, par polarisation anodique de l'objet, au tampon ou au pinceau, par voie électrolytique. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue, au cours d'une troisième phase, la cuisson de l'objet revêtu de ladite solution, à l'air ou en présence d'un gaz oxydant, à une température comprise entre 100 et 5000C, pendant une durée comprise entre 10 minutes et 10 heures. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on introduit dans la solution aqueuse des pigments colorés organiques ou minéraux, naturels ou de synthèse. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on applique la couche de verre soluble sur une épaisseur comprise entre 0,1 et 500 yni. 6. ObJet délicat ou sensible à des contraintes mécaniques, chimiques ou thermiques, caractérisé en ce que sa surface est protégée selon le procéde de protection de l'une quelconque des revendications précédentes. 7. Objet selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte une couche superficielle de verre soluble cuit au four d'une épaisseur comprise entre 0,1 et 500 ym. 8. ObJet selon la revendication 7, caractérisé en ce que la couche de verre est teintée par des pigments colorés.