Brevet FR2869899A1 — publié le 20051111

PROCEDE D'OBTENTION D'UNE SURFACE ANTIDERAPANTE SUR UN SUBSTRAT ET SUBSTRAT COMPORTANT UNE SURFACE ANTIDERAPANTE AINSI OBTENUE La présente invention se rapporte à un procédé d'obtention d'une surface antidérapante sur un substrat ainsi qu'à un substrat comportant une surface antidérapante ainsi obtenue, l'invention étant plus particulièrement destinée aux supports en céramique émaillée ou non tels que les installations sanitaires. Les bacs à douche, les baignoires, les carreaux utilisés pour les revêtements de sol sont généralement réalisés en céramique dont au moins la surface fonctionnelle et/ou visible est lisse, sans aspérités, afin de ne pas retenir les impuretés et faciliter l'entretien. Selon un mode de réalisation, ces éléments peuvent être émaillés. Par émaillé, on entend pour la suite de la description un revêtement à base d'un produit vitreux qui, porté à une température convenable et fondu, se solidifie et devient inaltérable. Cette absence d'aspérités qui facilite l'entretien rend toutefois ces surfaces glissantes, d'autant plus qu'elles sont généralement mouillées et qu'on y marche 15 pieds nus. Pour éviter les chutes, une première solution consiste à placer un revêtement plastique antidérapant, fixé à l'aide de ventouses sur la surface lisse. Cette solution n'est pas satisfaisante car le revêtement et plus particulièrement l'interstice entre ce dernier et la surface lisse constituent des nids à salissures et à bactéries. 2869899 2 Une autre solution consiste à créer au niveau de la surface un relief lors du moulage du support. Là encore, cette solution n'est pas satisfaisante. En effet, soit le relief est peu marqué et relativement facile à réaliser mais dans ce cas il est relativement peu efficace et la surface est glissante ou soit le relief est très prononcé et procure de bonnes caractéristiques antidérapantes mais dans ce cas il est relativement difficile à réaliser, donc coûteux, et ne procure pas une sensation agréable au toucher. Aussi, la présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un procédé d'obtention d'une surface antidérapante sur un substrat lisse tel que par exemple un élément de sanitaire, relativement simple à mettre en oeuvre, permettant d'obtenir une surface étanche et facile à entretenir. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'obtention d'une surface antidérapante caractérisé en ce qu'il consiste à rapporter une composition à base d'au moins une poudre minérale au niveau de la surface lisse d'un substrat et à fritter ladite composition par une élévation de température localisée de manière à former en surface des éléments frittés, en relief, reliés au substrat par diffusion de la matière lors du frittage entre les éléments frittés et le substrat. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va 20 suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue de dessus d'une surface antidérapante obtenue à partir du procédé de l'invention, illustrant une variante avec un motif en forme de fleur, la figure 2 est une vue en coupe de la surface illustrant les points frittés en relief, - la figure 3 est une vue de dessus d'un point fritté en relief, 2869899 3 - les figures 4A à 4b représentent un synoptique d'un mode de réalisation du procédé selon l'invention, et - les figures 5A à 5C représentent un synoptique d'un autre mode de réalisation du procédé selon l'invention. Le procédé de l'invention est décrit appliqué à un élément de sanitaire tels que les bacs à douche, les baignoires. Ce type d'élément généralement réalisé en céramique éventuellement émaillée comprend au moins une surface lisse. Selon l'invention, le procédé d'obtention d'une surface antidérapante consiste à rapporter une composition à base d'au moins une poudre minérale au niveau de la surface lisse d'un substrat 10 à rendre antidérapant et à fritter ladite composition par une élévation de température localisée de manière à former en surface des éléments 12 frittés en relief, reliés au substrat 10 par diffusion de la matière lors du frittage entre les éléments frittés 12 et le substrat 10. A la fin du procédé, on obtient des éléments frittés 12 en relief par rapport au reste de la surface, comme illustré par la figure 2, cette différence de relief se traduisant par un effet antidérapant. Selon un premier mode de réalisation, comme illustré par les figures 4A à 4D, le substrat 10 (non revêtu sur la figure 4A) est revêtu au niveau de la surface à rendre antidérapante d'au moins une couche 14 d'épaisseur sensiblement constante comme illustré par la figure 4B. Ce ou ces dépôts peuvent être réalisés de manière simultanée ou successive, par tout moyen approprié tel que par pulvérisation par exemple. En suivant, comme illustré par la figure 4C, certaines parties de la ou des couches 14 sont frittées en utilisant l'énergie notamment d'un faisceau laser afin d'obtenir des éléments 12 frittés en relief, reliés au substrat 10 par diffusion de la matière. En variante, dans le cas de plusieurs couches, l'opération de frittage est réalisée couche par couche, après le dépôt de chaque couche. Selon une autre variante, cette étape de frittage peut être réalisée en une seule fois même dans le cas de plusieurs couches. Enfin, l'excédant de matière non frittée de la ou des couches 14 est retiré comme illustré par la figure 4A, de manière à ce qu'il ne reste que les éléments frittés 12 reliés au substrat 10 formant une surface antidérapante. Ce retrait est réalisé par tout moyen approprié tel que par soufflage, par brossage par exemple. Selon un autre mode de réalisation, on dépose sur le substrat 10 ( non revêtu sur la figure 5A) la composition à base d'au moins une poudre minérale en forme d'éléments 16 en relief comme illustré par la figure 5B. Ce dépôt peut s'effectuer par sérigraphie par exemple. Enfin, les éléments 16 sont ensuite frittés de manière à obtenir des éléments frittés 12 en relief reliés au substrat 10 formant une surface antidérapante comme illustré par la figure 5C. Selon une caractéristique de l'invention, les éléments frittés 12 se présentent sous la forme de points de diamètre L variant de l'ordre de 80 à 360 pm. En variante, on pourrait envisager d'autres motifs tels qu'en couronne, en T, en trait, etc. be préférence, les points ont un diamètre de l'ordre de 240 pm et sont 20 constitués de quatre vecteurs 18 espacés de l'ordre de 80 pm, le vecteur correspondant à la trajectoire du faisceau laser. Pour vérifier le caractère antidérapant de la surface, une personne adulte pieds nus et mouillés, en position verticale se déplace d'avant en arrière sur la surface à tester arrosée qui est posée sur un plan d'abord horizontal puis dont la pente est augmentée progressivement jusqu'à ce que la personne ne puisse plus circuler de façon continue et uniforme. 2869899 5 La forme en point de diamètre de l'ordre de 240 Iam constitués de quatre vecteurs procure des résultats sensiblement supérieurs aux autres formes en matière de test antidérapant et permet d'atteindre une pente de 14 . Selon une autre caractéristique de l'invention, la densité varie de l'ordre de 0,5 à 0,06 points/mm2, les points étant disposés de préférence de manière alternée. La densité de 0,06 points/mm2 permet d'augmenter sensiblement la vitesse de réalisation tout en conservant le caractère antidérapant mentionné ci-dessus. A titre d'exemple, le temps de frittage pour une surface antidérapante de 600mmx600mm est de l'ordre de 190 secondes. Selon une autre caractéristique de l'invention, on peut réaliser un motif en faisant varier la densité des points. Par exemple, le fond 20 a une densité de l'ordre de 0,06 points/mm 2 alors que le motif 22 en fleur a une densité de l'ordre de 0,12 points/mm2. Bien entendu, on pourrait envisager des motifs plus complexes avec plus de deux nuances de densité. Selon une autre caractéristique de l'invention, la composition comprend au moins une poudre minérale, notamment une fritte avec les composants suivants: - SiO2 avec un pourcentage supérieur ou égal à 20%, - B2O3 avec un pourcentage supérieur ou égal à 10%, - Alcalin avec un pourcentage variant de l'ordre de 5 à 20%, - CaO avec un pourcentage variant de l'ordre de 0 à 10%, - ZnO avec un pourcentage inférieur ou égal à 5%, AI2O3 avec un pourcentage inférieur ou égal à 10%. be préférence, la fritte comprend de l'ordre de: - 50 à 70% de SiO2, de préférence de l'ordre de 60%, -10à15%deB2O3, - 5 à 10% de AI2O3, -5à10%deCaO, - 5 à 10% d'alcalin(s), notamment de l'ordre de 4% de Na2O et 4% de K2O, 2869899 6 En complément, la composition comprend au moins un pigment pour la couleur. Avantageusement, la composition comprend un additif favorisant l'absorption d'énergie du laser, notamment un oxyde métallique, plus particulièrement un oxyde de fer Fe3O4. be préférence, la composition comprend de l'ordre de 50 à 98% de fritte, de l'ordre de 0 à 48% de pigment(s) et de l'ordre de 2 à 3% d'additif favorisant l'absorption d'énergie, de préférence de l'ordre de 57% de fritte, 40% de pigment(s) et 3% d'additif. La granulométrie (exprimée en diamètre moyen) de la composition peut varier de 10 l'ordre de 4 à 15 pm, les meilleurs résultats pour le frittage ayant été obtenus pour une granulométrie de l'ordre de 5 pm de diamètre moyen. Selon une autre caractéristique de l'invention, la composition est déposée sur la surface à traiter avec une masse surfacique de l'ordre de 5 à 15 mg/cm', les meilleurs résultats ayant été obtenus pour une masse surfacique de l'ordre de 8 mg/cm'. Selon une autre caractéristique de l'invention, on utilise deux couches pour obtenir les éléments frittés 12 en relief, une première couche utilisant la composition mentionnée ci-dessus et une seconde couche à base de fritte fusible, cette dernière étant disposée de préférence au- dessus de la première. Selon les cas, les deux couches sont frittées simultanément ou de manière successive. Avantageusement, la première couche est déposée avec une masse surfacique de l'ordre de 6 mg/cm2 et la seconde couche avec une masse surfacique de l'ordre de 3 mg/cm'. Cette caractéristique permet d'obtenir une surface étanche, afin que le ou les creux produits lors du frittage de la composition soient rebouchés par la fritte fusible. A titre d'exemple, la fritte fusible a la composition suivante: 2869899 7 -5à10%de5i02, - 40à50%deB2O3, - 10 à 20% de Na2O, -30à35%deZnO -1à3%deFe2O4. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'énergie utilisée pour le frittage provient d'un faisceau laser avec une puissance de l'ordre de 50 W et une vitesse de déplacement variant de 100 mm/s à 1200 mm/s, les meilleurs résultats ayant été obtenus pour une vitesse de l'ordre de 150 mm/s. Bien entendu, l'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne le mode de dépôt de la composition ainsi que la nature de l'énergie utilisé pour fritter. Enfin, ce procédé peut s'appliquer à différents substrats, par exemple en verre, en métal, en céramique, émaillé ou non, tous les substrats susceptibles de résister à une élévation de température localisées. Dans le cas, d'une céramique émaillée, le procédé permet d'éviter la fusion de l'émail contrairement à un four et limite l'apport d'énergie. 8 REVENDICATIONS 1. Procédé d'obtention d'une surface antidérapante caractérisé en ce qu'il consiste à rapporter une composition à base d'au moins une poudre minérale au niveau de la surface lisse d'un substrat (10) et à fritter par une élévation localisée de température ladite composition de manière à former en surface des éléments (12) frittés, en relief, reliés au substrat (10) par diffusion de la matière lors du frittage entre les éléments frittés (12) et le substrat (10). 2. Procédé d'obtention d'une surface antidérapante selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments frittés (12) se présentent sous la forme de points de diamètre L de l'ordre de 80 à 360 pm, et de préférence de l'ordre de 240 pm constitués de quatre vecteurs (18) espacés de l'ordre de 80 pm. 3. Procédé d'obtention d'une surface antidérapante selon la revendication 2, caractérisé en ce que la densité varie de l'ordre de 0,5 à 0,06 points/mm2, les points étant disposés de préférence de manière alternée. 4. Procédé d'obtention d'une surface antidérapante selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la composition comprend au moins une poudre minérale, notamment une fritte avec les composants suivants: - SiO2 avec un pourcentage supérieur ou égal à 20%, - B2O3 avec un pourcentage supérieur ou égal à 10%, - Alcalin avec un pourcentage variant de l'ordre de 5 à 20%, - CaO avec un pourcentage variant de l'ordre de 0 à 10%, - ZnO avec un pourcentage inférieur ou égal à 5%, AI2O3 avec un pourcentage inférieur ou égal à 10%. 5. Procédé d'obtention d'une surface antidérapante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la composition comprend 2869899 9 un additif favorisant l'absorption d'énergie d'un laser, notamment un oxyde métallique. 6. Procédé d'obtention d'une surface antidérapante selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la composition comprend de l'ordre de 50 à 98% de fritte, de l'ordre de 0 à 48% de pigment et de l'ordre de 2 à 3% d'additif favorisant l'absorption d'énergie. 7. Procédé d'obtention d'une surface antidérapante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la granulométrie de la composition est de l'ordre de 4 à 15 pm, de préférence de l'ordre de 5 pm de diamètre moyen. 8. Procédé d'obtention d'une surface antidérapante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la composition est déposée sur la surface à traiter avec une masse surfacique de l'ordre de 5 à 15 mg/cm', de préférence de l'ordre de 8 mg/cm'. 9. Procédé d'obtention d'une surface antidérapante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise deux couches pour obtenir les éléments frittés (12) en relief, une première couche utilisant la composition à base d'une poudre minérale et une seconde couche à base de fritte fusible, cette dernière étant disposée de préférence au-dessus de la première. 10. Procédé d'obtention d'une surface antidérapante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser les étapes suivantes: - dépôt d'au moins une couche (14) d'épaisseur sensiblement constante sur le substrat (10), - frittage de certaines parties de la ou des couches (14) en utilisant l'énergie d'un faisceau laser afin d'obtenir des éléments (12) frittés en relief, reliés au substrat (10) par diffusion de la matière, et - retrait de l'excédant de matière non frittée de la ou des couches (14) de manière à ce qu'il ne reste que les éléments frittés (12) reliés au substrat (10) formant une surface antidérapante. 11. Substrat comprenant une surface antidérapante obtenue à partir du 5 procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 12. Elément de sanitaire tel que baignoire ou bac à douche comprenant une surface antidérapante obtenue à partir du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.