Brevet FR2860798A1 — publié le 20050415

Compositions chargées en fer sensibles au magnétisme La présente invention se rapporte au domaine de la construction et au domaine de la décoration. Elle a plus particulièrement pour objet de nouvelles corn- positions d'apprêt ou d'enduit destinées à rendre toute surface non métalliques sur lesquelles de telles compositions sont appliquées, sensibles au magnétisme et permettre ainsi des assemblages ou des fixations. Les compositions selon l'invention sont caractérisées par le fait qu'elles contiennent un agent liant constitué d'une résine de synthèse choisie parmi les résines glycérophtaliques, les résines alkydes, les polyuréthanes, les polycarbonates et les résines polyglycidiques, un solvant diluant et de la limaille de fer en poudre. ART ANTERIEUR La littérature décrit déjà de telles compositions magnétiques. En particulier, le brevet européen 0 133 941 décrit des peintures magnétiques destinées à être appliquées sur la plupart des supports courants qui contiennent du fer, produit par réduction dans un rapport fer/agent liant, présent dans la composition, dans la zone de 0,2 à 2,5. En d'autres termes, la proportion de cette quantité de fer dans la peinture doit être finalement assez grande pour que, dans le cas d'utilisation prévue, des forces d'adhérence nécessaires soient présentes ou que, lors d'un balayage électronique, un tel marquage produise un signal suffisamment fort. Selon ce document, la quantité de peinture n'a pas besoin d'être élevée car sans cela, la peinture n'adhère pas suffisamment solidement sur le support. En particulier, ces compositions sont destinées à être appliquées par sérigraphie et, à ce moment là, la quantité de solvant doit être importante pour permettre la pulvérisa- tion.. Le revêtement appliqué de cette façon est très mince. Ce document concerne donc essentiellement une peinture, c'est-à-dire un enduit pigmenté ou coloré, destinée à marquer magnétiquement, avec un matériau coloré, adhérent, tout type de support. L'élément fondamental est donc la présence d'un colorant ou d'un pig- ment dans ce type de peinture. La référence EP 0568 617 au nom de TOYO BOZEKI K.K. décrit également une peinture magnétique constituée de particules magnétiques qui présentent une taille égale ou inférieure à 0,25 m, une résine d'agent liant et un solvant organique dans un rapport tel que la teneur en peinture présente un pourcentage de 65 à 85 % en matières solides et que, après application, la peinture présente un aspect brillant sous un angle de 45 . Il en résulte que, pour obtenir un tel aspect brillant, on utilise des alliages de fer ou de l'oxyde de fer ou des particules de ferrite. Il en faut des quantités très importantes. On décrit également, dans cette publication, l'utilisation comme solvant d'un mélange de méthyl-éthyl-cétone et de cyclohexanone dont l'inflammabilité peut être un problème industriel. Les peintures décrites sont destinées à recouvrir des mi-lieux d'enregistrement magnétiques. L'objectif des présentes compositions n'est pas d'obtenir des peintures brillantes. Il s'agit d'enduire un support qui peut être mat, qui peut être coloré, et qui nécessite d'être rendu magnétique pour permettre l'adhésion d'objets qui ainsi restent en suspension. Une autre référence de littérature est le brevet européen EP 0 730 263 au nom de TOYO BOZEKI K.K.. Cette référence se rapporte à une peinture magnétique comprenant une poudre magnétique, un agent liant et un nonsolvant de l'agent liant puis, à cette dispersion, on ajoute un solvant efficace de l'agent liant et une quantité supplémentaire d'agent liant. On effectue le mélange de tous les ingrédients pour obtenir une seconde émulsion. Il s'agit donc d'un mode de préparation relativement complexe destiné à obtenir un milieu d'enregistrement comprenant un substrat et une couche magnétique, obtenu à partir de la peinture magnétique. Comme il en ressort, les références de littérature anté- rieures se rapportent à une composition de peinture destinée à marquer des objets de toute nature par des pigments ou des colorants. La présente invention ne vise pas du tout à obtenir des enduits ou des apprêts colorés, mais à produire des compositions qui adhèrent à un support, et qui sont sensibles au magnétisme. La présente invention, selon la demande de brevet d'invention, a pour objet un nouveau garnissage pour matériau de construction ou pour revêtement solide, de toute nature, caractérisé en ce qu'il renferme de la limaille de fer d'une granulométrie définie, dis- persée dans un agent liant rendu fluide par un solvant organique volatil. Plus particulièrement, l'agent liant est choisi parmi les résines glycérophtaliques, les résines de polyuréthane (PUR) et les résines époxydiques et, d'une manière générale, toute matière plastique peu sensible à l'humidité. Le solvant utilisé pour diluer et fluidifier l'agent liant et faciliter sa mise en dispersion est un solvant ou un mélange de solvants aromatiques. On utilise, de préférence, pour des raisons de sécurité industrielles et environnementales, des composés aromatiques dont la nocivité ou l'inflammabilité est faible, comme par exemple: le toluène, les xylènes, le durène, le cumène, - le mésitylène, seuls ou en mélange. En particulier, lorsqu'on utilise un carbure aromatique solide à température ordinaire, on le dilue avec du Toluène ou un Xylène, de manière à obtenir un mélange liquide. La limaille de fer présente une granulométrie bien définie, 25 de préférence comprise entre 10 et 120 microns, et plus particulière-ment entre 30 et 60 microns. Pour l'application envisagée, il n'est pas nécessaire que la limaille de fer présente une granulométrie fine ou ultra fine. Il convient cependant que, dans la composition selon l'invention, la limaille de fer ne soit pas susceptible de former de grumeaux ou n'empêche pas l'étalement au pinceau ou au rouleau du garnissage selon l'invention. En effet, le problème que l'invention vise à résoudre, et qui n'avait jamais été résolu, est celui de la répartition et de la conservation de la limaille de fer dans un support où elle est insoluble. Dans tout milieu, contenant même un peu d'eau, la poudre de fer, surtout si elle est très fine, (fer produit par réduction à l'hydrogène), est susceptible de s'oxyder et de donner naissance à des oxydes de fer, et notamment du Sesqui oxyde de fer, et à du carbonate de fer. La formation de tels dérivés ferreux présente l'inconvénient d'apporter une coloration propre au mélange, comme le ferait une poudre d'oxyde de fer et, de ce fait, nécessite l'adjonction de pigments propres à dissimuler cette coloration. En même temps, l'aptitude à la magnétisation va en diminuant. La composition selon l'invention a résolu cette difficulté technique en utilisant une granulométrie optimisée qui évite tout phénomène d'oxydation, un agent liant dépourvu d'eau et un solvant organique anhydre qui n'est pas susceptible d'apporter de l'eau dans le mélange. La composition selon l'invention comporte donc de la limaille de fer pulvérulente, un agent liant, comme de préférence une résine glycérophtalique et un solvant aromatique. Le mélange qui en résulte est suffisamment fluide tout en restant homogène, la poudre de fer étant soigneusement dispersée. De cette façon, la résine glycérophtalique peut être saturée en limaille de fer et présenter un pouvoir de magnétisation plus éle-20 vé. Les résines de polyuréthane ou de polyépoxyde peuvent également être utilisées avec des résultats également satisfaisants. Un autre problème que l'invention vise à résoudre est celui d'empêcher ou d'annihiler une catalyse éventuelle de dépolyméri- sation, de décomposition ou d'oxydation des polymères contenus dans l'agent liant en raison de la présence de poudre de fer. C'est ainsi que les résines époxydiques et particulièrement les résines glycidiques su- bissent des réactions chimiques liées à la présence de traces de fer ionique. Le pont époxyde est sensible à la présence d'un tel ion. Il en résulte le démarrage de réactions de dépolymérisation ou de sur- polymérisation. L'addition de poudre de fer dans la composition a pour effet de rendre celle-ci sensible à des phénomènes d'oxydations atmosphériques. La poudre de fer est même pyrophorique et pourrait conduire à des déclenchements d'incendie. Le choix d'une granulométrie optimisée pour la poudre de fer et l'utilisation d'un agent liant spécifique conduit à l'atténuation, si-non à la disparition, de ces inconvénients. Les compositions selon l'invention présentent une fluidité suffisante et peuvent, de ce fait, être étalées ou appliquées sur ou dans tout type de substrat solide, rigide ou non, poreux ou non. La composition selon l'invention peut également être enduite par pulvérisation ou atomisation au besoin en diluant davantage la composition avec le mélange solvant. Elle s'appliquera de ce fait au pistolet sous pression. Dans le cas où la composition incorporerait un agent épaississant ou solidifiant, l'enduit pourrait être moulé. Les compositions selon l'invention peuvent, si nécessaire, être récupérées lorsqu'elles sont utilisées en excès. A cette fin, elles sont conditionnées dans un emballage à l'abri de l'air. De cette façon, la conservation est très satisfaisante et la composition peut ainsi se conserver sans dommage pendant plusieurs mois. En conséquence, les compositions selon l'invention se différencient des préparations magnétisables de l'art antérieur en ce que ce ne sont pas des peintures mais des apprêts destinés à être appliqués sur un substrat extérieur ou intérieur, éventuellement revêtu d'une couche pigmentée, ou d'une paroi neutre, pour réaliser des couches de revêtement simples ou en sandwich et conférer ainsi le pouvoir magné-tique quelle qu'en soit la position. Les compositions selon l'invention peuvent également renfermer d'autres additifs ou d'autres adjuvants. On pourra y incorporer des matériaux de charge minéraux, des pigments minéraux ou organiques, des agents de glissement, des agents d'adhésion, des agents de brillance, des agents de matité, des agents conférant un éclat nacré et/ou des agents antifongiques pour éviter la survenue de champignons et de moisissures. Un tel apprêt magnétisable se caractérise aussi par un rapport pondéral de la limaille de fer à l'agent liant compris entre 1: 10 et 9: 1, et de préférence de 2: 5 à 1,5: 1, et plus particulièrement 1,5: 1. Les essais ont montré qu'il était préférable d'avoir une concentration élevée en limaille de fer pour autant que l'émulsion soit stable et que la composition n'ait pas tendance à se sédimenter amenant un dépôt de limaille de fer dans le fond des récipients. De toutes façons, il est recommandé de procéder à une agitation de la composition avant usage, surtout si elle a été préparée longtemps avant l'utilisation. La composition peut également contenir une limaille de fer formée d'un mélange de poudres de granulométries différentes En l'occurrence, l'optimum est atteint avec des mélanges de poudres qui présentent une densité apparente élevée comprise entre 0,600 et 0,800 g/cm2. L'enduit, selon l'invention, peut également être totale-ment dessolvaté et ainsi se présenter sous forme pulvérulente. De toutes façons, les essais continuent pour réaliser une forme optimale, qui se conserve bien et qui, par dilution par le même solvant, reprend facilement sa constitution d'origine. A défaut de limaille de fer, on pourra utiliser des alliages ferromagnétiques, comme des alliages Fe-Ni, Fe-Co, Fe-Cr ou Fe-Mn qui possèdent une capacité de magnétisation élevée. Ces analogues ou homologues font également partie de l'invention. Les compositions selon l'invention ne contiennent pas d'agent antioxydant ni d'agent inhibiteur de polymérisation. L'intérêt de la composition selon l'invention est de pou-voir fixer par aimantation sur tout type de substrat, plan ou courbe, présentant si besoin une inclinaison plus ou moins marquée (horizon-tale, oblique, ou verticale), des objets porteurs d'un aimant, pour chaque type d'usage. Les enduits selon l'invention ne sont pas particulièrement sensibles au poids des objets et on pourra fixer ou accrocher des objets métalliques ou non métalliques pourvus qu'ils soient équipés d'un ou plusieurs aimants de puissance et de forme appropriées, revêtus éventuellement d'une peinture, et ne subissant pas d'autre contrainte de force que leur propre poids. C'est ainsi, par exemple, qu'on pourra fixer à l'aide de la composition selon l'invention, des luminaires tels qu'appliques ou lus- tres, des tableaux, des gravures, des dessins, des sous-verre, des affi- ches, des cadres, des photos ou des documents de toute nature. On pourra, également, fixer sur des parois ou sur des meubles des socles de téléphone, des étagères des boîtes de rangement ou de classement, même des tringles à rideaux ou, pour des voilages, des rails de fixation aux murs ou au plafond, des supports d'embrasses de rideaux, des batteries de casseroles, des ustensiles de cuisine, et d'une manière générale tout ce qui concerne l'équipement de la maison et l'espace professionnel. On peut donc considérer que tout article qui nécessite effectivement une fixation ou un assujettissement à un substrat solide, tel que murs, parois, plafond, plancher, soubassement, peut être fixé par adhésion en utilisant l'enduit magnétisable selon l'invention. L'enduit magnétisable selon l'invention peut être appliqué avec succès sur des matériaux de construction tels que des plaques de plâtre, des panneaux de ciment ou de béton, des cloisons préfabriquées assemblées par une résine du type polyuréthane, des bois de placage, des planches de bois, de bois aggloméré, de la sciure agglomérée, de tout matériau poreux ou vitrifié pouvant recevoir ou incorporer l'enduit selon l'invention comme par exemple de la faïence, de la porcelaine, de la terre cuite, etc. On pourra également utiliser les enduits selon l'invention pour une incorporation dans des éléments de mobilier comme par exemple des chaises, des tables, des bureaux, des armoires, des fauteuils, des montants de miroir, des glaces. On pourra ainsi imprégner un matériau textile de l'enduit selon l'invention pour le rendre adhérent à une table ou à un meuble sans possibilité de déplacement. On pourra ainsi incorporer l'enduit selon l'invention dans une peinture pour dorure destinée à des meubles. Le revêtement selon l'invention peut également s'appliquer ou être incorporé dans des matériaux de synthèse comme le PVC, l'ABS, les PUR ou les polycarbonates pour leur conférer une possibilité de magnétisation. Les enduits selon l'invention peuvent être appliqués au rouleau, à la raclette, à la taloche, au couteau ou au pinceau. Les revêtements selon l'invention peuvent trouver de larges utilisations dans l'industrie automobile, aéronautique ou navale pour assurer la fixation de pièces mobiles comme des parois, des cloisons ou des plafonds. Dans l'utilisation domestique, les enduits selon l'invention trouveront des applications dans tous les travaux de bricolage, de fixation ou de réparation. Les enduits selon l'invention se présentent sous la forme d'une pâte fluide que l'on peut étaler sans difficulté sur tout substrat. Normalement, ils présentent une couleur gris clair. L'aspect est mat ou satiné, ou nacré ou même métallisé, selon les additifs qu'on y incorpore. On peut y ajouter des pigments, des charges ou des colorants, un agent thixotrope, comme par exemple l'éthylcellulose ou la méthylcellulose, en fonction des limites liées à la présence de produits magnétisables. Les enduits, selon l'invention, même s'ils sont dilués, présentent une résistance relativement faible à l'étalement. En particulier, ils ne gouttent pas à l'application. Ils n'ont pas tendance à s'empâter. L'application se fera en une couche unique si l'objet à fixer ou à assembler est léger. On obtient ainsi l'efficacité minimale. On peut aussi, pour des objets plus lourds, ou pour des substrats plus volumineux, ou de forme compliquée, appliquer plusieurs couches d'enduit après séchage. Dans les conditions normales de température et d'hygrométrie, l'enduit sèche rapidement comme par exemple entre une heure et quatre heures et il peut être utilisé sans risque, rapidement, comme par exemple entre une heure et vingt-quatre heures. L'enduit selon l'invention permet de réaliser l'adhésion à des aimants ou des pièces aimantées. La puissance en gauss de l'aimant utilisé ou de la pièce aimantée peut être déterminée par la faci- lité et la stabilité de l'assemblage. La densité des objets supportés joue également un rôle important. Le champ magnétique déterminé dans ces conditions peut être mesuré. Il peut, si désiré, être réduit par mise à la terre. On peut considérer que l'application en une couche de 35 l'enduit selon l'invention nécessite un volume minimum de produit; le rendement prévisible en fonction de la nature du substrat sera de 1 à 10 m2/1, et plus particulièrement de 2 à 4 m2/1, de manière à déposer une couche dont l'épaisseur varie entre 100 et 1 000 microns, et plus particulièrement entre 400 et 600 microns d'épaisseur d'enduit sur le substrat. L'enduit est parfaitement résistant à la corrosion.. La résistance à la friabilité peut être estimée à cinq ans pour un substrat intérieur. L'aspect à neuf du substrat intérieur (couleurs, grain) peut être garanti pour trois ans environ. L'enduit sèche rapidement, sans odeur et sans vapeur toxique. Une fois appliqué, il n'est pas inflammable. Il peut être revêtu d'une couche de peinture ou d'une pellicule d'enrobage. Ainsi, il n'est plus sensible aux agressions atmosphériques ou chimiques. L'invention concerne donc l'utilisation des enduits magnétisables selon l'invention pour la réalisation de moyens de fixation ou d'assemblage par application sur un substrat inerte, solide ou tout matériau du type mur, cloison, sol ou plafond. L'invention concerne plus précisément l'utilisation des enduits magnétisables selon l'invention pour la fixation d'articles comme des luminaires tels qu'appliques ou lustres, des tableaux, des gravures, des dessins, des sous-verre, des affiches, des cadres, des photos ou des documents de toute nature. On pourra, également, fixer sur des parois ou sur des meubles des socles de téléphone, des étagères des boîtes de rangement ou de classement, même des tringles à rideaux ou, pour des voilages, des rails de fixation aux murs ou au plafond, des supports d'embrasses de rideaux, des batteries de casseroles, des ustensiles de cuisine. L'invention concerne aussi l'utilisation des enduits ma- gnétisables selon l'invention pour l'incorporation dans des matériaux de synthèse utilisés notamment dans les industries de la construction automobile, maritime, aéronautique ou le bâtiment. L'invention concerne encore l'utilisation d'enduits magnétisables selon l'invention en application directe en sous-couche ou 35 en couche de finition sur les murs, les cloisons et/ou les plafonds. lo L'invention concerne également un procédé pour réaliser les enduits selon l'invention qui consiste à incorporer la limaille de fer présentant une granulométrie optimisée, dans une résine glycérophtalique préalablement diluée dans un solvant aromatique. Le mélange ob- tenu est maintenu sous agitation jusqu'à obtention d'un mélange fluide homogène. On peut également concevoir d'incorporer à des matériaux de construction tels que plâtre, ciment, béton, polystyrène, car-tons, bois aggloméré, laine de verre ou autres matériaux isolant la limaille de fer telle que décrite selon l'invention, éventuellement dispersée dans un agent émulsionnant. REVENDICATIONS 1 ) Nouvelles compositions d'apprêts ou d'enduits destinées à rendre une surface non métallique sensible au magnétisme, caractérisées par le fait qu'elles contiennent un agent liant constitué d'une résine de synthèse, un solvant diluant et de la limaille de fer en poudre d'une granulométrie déterminée. 2 ) Nouvelles compositions d'apprêts ou d'enduits selon la revendication 1, dans lesquelles la résine de synthèse est choisie parmi les rési- nes glycérophtaliques, les résines alkyde, les polyuréthanes, les polycarbonates et les résines polyglycidiques. 3 ) Nouvelles compositions d'apprêts ou d'enduits selon la revendication 1, dans lesquelles le solvant diluant est un carbure aromatique. 4 ) Nouvelles compositions d'apprêts ou d'enduits selon la revendication 1 ou la revendication 3, dans lesquelles le solvant diluant est choisi parmi le toluène, les xylènes, le durène, le cumène, et le mésitylène ou leurs mélanges. 5 ) Nouvelles compositions d'apprêts ou d'enduits selon la revendication 1, dans lesquelles la limaille de fer présente une granulométrie comprise entre 10 et 120 microns. 6 ) Nouvelles compositions d'apprêts ou d'enduits selon la revendication 1 ou la revendication 5, dans lesquelles la limaille de fer présente une granulométrie comprise entre 30 et 60 microns. 7 ) Nouvelles compositions d'apprêts ou d'enduits selon l'une des revendications précédentes, dans lesquelles on ajoute d'autres additifs ou d'autres adjuvants. 8 ) Nouvelles compositions d'apprêts ou d'enduits selon l'une des revendications précédentes, dans lesquelles le rapport pondéral de la li35 maille de fer à l'agent liant est compris entre 1: 10 et 9: 1. 9 ) Nouvelles compositions d'apprêts ou d'enduits selon l'une des revendications précédentes, dans lesquelles le rapport pondéral de la limaille de fer à l'agent liant est compris entre 2: 5 et 1,5: 1. 10 ) Nouvelles compositions d'apprêts ou d'enduits selon l'une des revendications précédentes, dans lesquelles la limaille de fer est formée de poudre de fer de granulométries différentes. 11 ) Nouvelles compositions d'apprêts ou d'enduits selon l'une des revendications précédentes, dans lesquelles la composition est totalement déssolvatée pour se présenter sous forme pulvérulente. 12 ) Utilisation des compositions d'apprêts ou d'enduits selon les revendications 1 à 11, pour la fixation par aimantation sur tout type de substrat, des objets porteurs d'un aimant. 13 ) Utilisation des compositions d'apprêts ou d'enduits, selon la revendication 12 pour la réalisation de matériaux de construction ou de dé-20 coration, l'équipement de la maison et l'espace professionnel. 14 ) Utilisation des compositions d'apprêts ou d'enduits, selon la revendication 12 dans laquelle on applique sur le substrat de 1 à 10 m2/1 de composition et de préférence de 2 à 4 m2/1. 15 ) Utilisation des compositions d'apprêts ou d'enduits selon la revendication 12, dans laquelle on dépose sur le substrat une couche dont l'épaisseur varie entre 100 et 1 000 microns, de préférence entre 400 et 600 microns. 16 ) Utilisation des compositions d'apprêts ou d'enduits magnétisables selon la revendication 1, pour l'incorporation dans des matériaux de synthèse, utilisés notamment dans les industries de la construction automobile, maritime, aéronautique ou le bâtiment. 17 ) Utilisation des compositions d'enduits magnétisables selon la revendication 1, en application directe en sous-couche ou en couche de finition sur les murs, les cloisons et/ou les plafonds. 18 ) Procédé de production des compositions d'apprêts ou d'enduits selon la revendication 1, qui consiste à incorporer la limaille de fer présentant une granulométrie optimisée dans une résine glycérophtalique préalablement diluée dans un solvant aromatique, et à maintenir le mélange obtenu sous agitation jusqu'à obtention d'un mélange fluide homogène.