Brevet FR2921570A1 — publié le 20090403

La présente invention concerne un procédé de vernissage ou de peinture utilisant un apprêt minéral en sous-couche. Le procédé est applicable à tout support perméable à l'eau tels que le bois et ses dérivés, le papier et ses dérivés, les murs de construction et en général tout support doté d'une certaine porosité et destiné à être peint ou verni. 15 Le dépôt de vernis ou de peinture sur une surface pour la protéger des intempéries ou de l'usure est connu depuis l'antiquité. Cependant ces vernis ou peinture ont toujours un effet limité dans le temps, notamment sous l'effet de l'humidité. 20 On connaît différents procédés pour améliorer la résistance d'un vernis ou d'une peinture à l'usure ou aux chocs. FR 2861738 dévoile par exemple une composition de revêtement pour surface en bois, en particulier de vernis en phase aqueuse, qui présente des propriétés améliorées de résistance à 25 l'abrasion, aux chocs et aux produits domestiques. Dans cette composition, une charge minérale est ajoutée au vernis et se lie au réseau polymère par le biais d'un agent de couplage approprié ou du durcisseur de la composition. La composition peut nécessiter ou pas l'utilisation d'un durcisseur, mais elle est toujours mono-couche. 1 30 - 2 C'est l'objet de l'invention que de fournir un procédé améliorant considérablement les propriétés d'un dépôt de vernis ou de peinture grâce à l'utilisation d'un ciment bi-composant, constitué d'une sous-couche d'apprêt minéral et d'un durcisseur. A cet effet, l'invention propose un procédé comportant les étapes consistant à : a) déposer une sous-couche minérale sur le support à peindre ou à vernir, b) laisser sécher, éventuellement, suivant un premier temps de séchage, c) incorporer un durcisseur de ladite sous-couche minérale au vernis ou à la peinture, d) déposer cette préparation sur le support à peindre ou à vernir, e) laisser reposer suivant un second temps de repos, de manière à ce que le durcisseur présent dans le vernis ou la peinture pénètre dans l'apprêt minéral et provoque sa prise tandis que le vernis ou la peinture effectue son processus de séchage. L'invention concerne notamment l'utilisation d'un ciment bi-composant, constitué d'un mélange minéral en poudre constituant un apprêt minéral en sous-couche, sec ou dissous dans un solvant, ainsi que d'un durcisseur dudit mélange minéral, en vue du dépôt d'un vernis ou d'une peinture. La prise lente de cet apprêt minéral permet d'obtenir une réticulation minérale entre le support, l'apprêt en sous-couche et le vernis ou la peinture. Cette réticulation minérale a pour effets : • le renforcement des liens entre le support et le vernis et par conséquent 25 une meilleure résistance à l'usure ; la sous-couche minéralisée est plus dure ; • une meilleure résistance des peintures et vernis à l'humidité ; la réticulation minérale étant évolutive en milieu humide, la présence d'humidité dans le support et sur la peinture engendre la prise 30 progressive et évolutive de la sous-couche minérale et cela, tout au long du vieillissement de la surface peinte. L'accroche du vernis sur le support est renforcée par cette réticulation minérale, qui se développe en milieu humide ; • une amélioration des propriétés mécaniques et chimiques du système support/sous-couche/ peinture ou vernis telles que le durcissement de la surface du support, une meilleure résistance au feu : la sous couche minérale � qui ne brûle pas � isole le support de la peinture ce qui ralentit la prise du feu au coeur du support ; • des peintures et vernis moins nocives : l'utilisation de solvants moins volatils peut être privilégiée au lieu des solvants organiques très volatiles et aussi souvent nocifs qui sont actuellement utilisé pour les vernis et peintures courantes, le séchage du vernis ou de la peinture étant facilité par la circulation de l'humidité chargée en sels minéraux du durcisseur à travers la couche de vernis ou de peinture et par la prise minérale de la sous-couche ; • de meilleures propriétés acoustiques du support minéralisé ; une installation acoustique reflètera plus les hautes fréquences et génèrera également plus d'harmoniques s'il est vernis ou peint selon l'invention. Le procédé est applicable à tout type de vernis ou de peinture. Lorsque les solvants de la peinture ou du vernis et du durcisseur sont de natures différentes, par exemple un solvant organique et de l'eau, le mélange doit être vigoureusement agité pour obtenir une émulsion fine. Les ciments bi-composants peuvent être de fabrication artisanale, produits en laboratoire, tel que par exemple le ciment DavyaTM de Cordi-Géopolymère, ou en industrie. Ils sont constitués d'un mélange minéral en poudre, utilisé sec ou dilué dans un solvant volatile, par exemple de l'eau, et d'un composant durcisseur liquide ou solide dudit mélange minéral. On entend par mélange minéral un mélange dérivé de matériaux géologiques contenant en quantité variable par exemple du calcaire et ses dérivés, des 30 alumines, des silices et/ou des silico-aluminates ; d'autres minéraux ou résines -4 organiques servant à corriger la couleur, la texture et la fluidité de ce mélange peuvent être ajouté à cette préparation. Le durcisseur permet la prise du mélange minéral ; il peut être à base de silicates, par exemple du silicate de potassium, du silicate de sodium ou d'un extrait de ciment dit � eau de ciment � ; dans le cas d'un ciment bi-composant commercialisé on utilise le durcisseur prévu à cet effet. Le durcisseur peut se présenter sous forme liquide ou solide, c'est-à-dire sous forme de silicates en solution et/ou sous forme de particules en suspension dans un liquide, soit sous forme de poudre composée de silicate en cristaux et/ou d'autres particules minérales broyées, utilisée telle quelle. La caractéristique essentielle de ce durcisseur étant, qu'associé aux minéraux déposés en sous-couche, il provoque la prise minérale du ciment. Une caractéristique intéressante de ces ciments bi-composants est que la mise en présence de ces deux composants, réalisée le plus souvent en présence d'eau, provoque la prise du mélange minéral sous forme de ciment même en l'absence d'air (ciment à prise anaérobique). Cependant il est également possible d'utiliser un ciment mono-composant contenant des silicates comme apprêt minéral en sous-couche, pur ou associé à des minéraux qui favorisent la prise anaérobique du ciment, tels que pouzzolane ou argile ; dans ce cas, l'ajout d'eau, de sels minéraux, ou d'un extrait de ciment au vernis tient alors le rôle de durcisseur. Selon un mode de réalisation du procédé, on utilise le ciment bi-composant DavyaTM de Cordi-Géopolymère, dans lequel le mélange minéral est constitué de matériaux géologiques à base de silice et d'alumine et le durcisseur de silicates très concentrés en milieu alcalin. Selon un autre mode de réalisation, ledit mélange minéral sous forme de poudre est constitué d'un mélange de ciment de type Portland ou de chaux vive, d'argile kaolinitique et de pouzzolane. Le ciment, les silico-aluminates ou la chaux sont à la base de la prise minérale, les argiles et la pouzzolane permettent une prise en absence d'air. Des additifs tels que des résines organiques, des résidus de hauts fourneaux ou des briques broyées peuvent être utilisés pour affiner cette préparation minérale, par exemple adapter son accroche à un vernis ou à un support donné, améliorer la prise évolutive du ciment. Dans ce mode de réalisation, le durcisseur peut être constitué par exemple d'une � eau de ciment �, c'est-à-dire de la partie surnageante d'un mélange 10 d'eau et de ciment ayant bouilli pendant un certain temps. Ladite � eau de ciment � est obtenue en faisant bouillir : entre 10 g et 100 g de ciment de type Portland, dans un volume d'eau compris entre 0,5 et 1 litre d'eau, 15 pendant un temps compris entre 10 minutes et 1 h, et en récupérant la partie liquide et les poussières en suspension qui apparaissent en surface pendant la chauffe. Avantageusement, 1� Le mélange minéral déposé en sous-couche est préférentiellement dilué dans 30 de l'eau pour obtenir une pâte liquide mais il peut également être utilisé sec ou dilué dans un autre liquide volatil tel que l'alcool ou même gras tel que de l'huile, choisi de manière à ce qu'il ne gène pas la prise minérale du ciment. La dilution ou la mise en suspension de cet apprêt dépend de la densité du support et de ses caractéristiques d'accroche. Deux éléments essentiels sont à prendre en compte dans cette application : • Si le solvant est de l'eau, le temps de séchage de cette sous-couche minérale doit être inférieur au temps nécessaire à la prise du ciment. • L'apprêt minéral appliqué doit être suffisamment fin et/ou dilué de manière à obtenir une pénétration en profondeur de l'apprêt, mais il doit rester dense. A titre d'exemple, pour un support en bois tendre moyennement poncé, la dilution doit être de 20 g de poudre pour 20 cl d'eau. Dans une première étape, cette pâte est déposée sur le support de façon à faire 15 pénétrer le mélange minéral le plus possible dans le support grâce à des mouvements circulaires du pinceau. On peut aussi poser cet apprêt minéral directement sous forme de poudre par un ponçage au chiffon dit � en bouche pores �, ou ajouter un collagène ou des résines organiques, qui devront être très solubles à l'eau ou au solvant du 20 vernis audit apprêt minéral. Dans une seconde étape on laisse sécher l'apprêt minéral qui vient d'être déposé sur le support. Le temps de séchage est variable en fonction des conditions de température et d'humidité. Comme indiqué plus haut, il doit être 25 inférieur au temps de prise de l'apprêt minéral si le solvant est de l'eau ; en général cet apprêt posé sera sec au touché en 15 minutes et prêt à vernir après 3 heures. Cette étape est bien sûr sans objet si l'apprêt minéral a été déposé sous forme de poudre. 30 Dans une troisième étape, le durcisseur est incorporé dans le vernis ou la peinture à déposer sur le support. Dans le cas où le solvant du vernis ou de la peinture est à base d'eau, ladite incorporation se fait généralement sans difficulté. Dans le cas où ledit solvant est organique, par exemple un vernis ou une peinture glycérophtalique, il faut agiter vigoureusement le mélange pour réaliser une émulsion fine et parvenir à cette incorporation. Le durcisseur peut être également incorporé au vernis ou à la peinture sous forme de poudre. Le dosage du durcisseur est par exemple établi en fonction de la quantité de minéral déposée en sous-couche sur le support, d'après le mode d'emploi du ciment bi-composant si on utilise un ciment bi-composant commercialisé, d'après des tests de prises du ciment bi-composant � hors vernis �, ou empiriquement. Si la sous-couche est un ciment contenant des silicates, de l'eau pure constitue le durcisseur. Dans une quatrième étape, on applique, de façon classique, le vernis ou la peinture chargée en durcisseur sur le support préalablement recouvert de ladite sous-couche minérale. Éventuellement un essuyage sommaire du support est réalisé afin d'éliminer la poudre de sous couche en excès. La cinquième et dernière étape du procédé consiste en un séchage lent du vernis ou de la peinture de façon à ce que se développe la prise ou réticulation minérale entre le support, la sous-couche et le vernis ou la peinture. Le vernis ou la peinture sèche alors en deux phases : • Séchage par évaporation du solvant : les caractéristiques de séchage du vernis sont inchangées (il devient sec au touché) mais il est respirant car le durcisseur capte l'humidité ; la pression osmotique de l'apprêt minéral permet le passage de l'humidité à travers le vernis. • Prise des composants minéraux : ladite humidité provoque une prise ou réticulation minérale progressive à l'intérieur du vernis, dans la sous-couche minérale et en surface du support, due à la prise du ciment. La rapidité de cette prise � interne � dépend de la porosité du vernis ou de la peinture et du degré d'humidité ambiant. En général, plus le vernis est en milieu humide plus cette prise est importante. Il est recommandé, pendant le temps de séchage par évaporation du vernis, de maintenir le vernis humide de façon à initialiser cette prise minérale, soit en incorporant de l'eau dans le vernis soit en maintenant le vernis en milieu humide pendant le temps de séchage du vernis. L'initialisation et le développement d'une réticulation minérale entre le support, la sous-couche et le vernis ou la peinture peut advenir naturellement, mais on peut aussi la favoriser en créant les conditions pour qu'elle se déclenche. Si on désire accélérer et renforcer la prise minérale du vernis, on peut maintenir le vernis en présence d'eau plus longtemps, par exemple le temps de prise du ciment utilisé, soit en maintenant le support en milieu humide, soit en incorporant plus d'eau au vernis utilisé. L'importance de cette présence d'eau dépend : • du type de ciment bi-composant utilisé, les ciments à base de chaux 15 étant plus sujets à cet ajout d'eau que les ciments à base de silicoaluminate, • de la perméabilité à l'eau du vernis ou de la peinture : si le vernis est suffisamment perméable, la pression osmotique des composants minéraux peut engendrer une présence naturelle d'eau dans le vernis 20 pendant la prise du ciment bi-composant. Une méthode pour maintenir le support humide et favoriser la prise minérale du ciment bi-composant intégré au vernis consiste par exemple à couvrir le support d'un film plastique. Revendications 1. Procédé de vernissage ou de peinture, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : a) déposer une sous-couche minérale composée d'un apprêt minéral sur le support à peindre ou à vernir, b) laisser sécher, éventuellement, suivant un premier temps de séchage, c) incorporer un durcisseur de ladite sous-couche minérale au vernis ou à la peinture, d) déposer cette préparation sur le support à peindre ou à vernir, e) laisser reposer suivant un second temps de repos, de manière à ce que le durcisseur présent dans le vernis ou la peinture pénètre dans l'apprêt minéral et provoque sa prise tandis que le vernis ou la peinture effectue son processus de séchage. 2. Procédé de vernissage ou de peinture selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite sous-couche minérale est constitué d'un mélange de ciment ou de chaux vive, d'argile kaolinitique et de pouzzolane. 3. Procédé de vernissage ou de peinture selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite sous-couche minérale est constitué d'un mélange de matériaux géologiques à base de silice et d'alumine. 25 4. Procédé de vernissage ou de peinture selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que préalablement à la première étape, ledit apprêt minéral est dilué ou mis en suspension dans un liquide et en ce que, au cours de la première étape, ladite sous- couche minérale est déposée sur le support sous 30 forme liquide ou pâteuse. 920- 10- 5. Procédé de vernissage ou de peinture selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit liquide est de l'eau, un alcool ou une huile. 6. Procédé de vernissage ou de peinture selon l'une des revendications 1 à3, caractérisé en ce que, au cours de la première étape, ladite sous-couche minérale est déposée sur le support sous forme de poudre. 7. Procédé de vernissage ou de peinture selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit durcisseur de la sous-couche minérale est incorporé au vernis ou à la peinture sous forme liquide. 8. Procédé de vernissage ou de peinture selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit durcisseur liquide est une � eau de ciment �. 9. Procédé de vernissage ou de peinture selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit durcisseur de la sous-couche minérale est incorporé 20 au vernis ou à la peinture sous forme solide. 10. Procédé de vernissage ou de peinture selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le principe actif dudit durcisseur consiste en au moins un 25 silicate. 11. Procédé de vernissage ou de peinture selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la sous-couche minérale est un ciment qui contient des 30 silicates et le durcisseur est de l'eau.-11- 12. Procédé de vernissage ou de peinture selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que pendant ledit second temps de repos le support est maintenu humide de façon à favoriser l'initialisation et le développement d'une réticulation minérale entre le support, la sous-couche et le vernis ou la peinture.